Hoofdstuk 1: Inleiding
Historiek
- Niet alle virussen heel gevaarlijk, maar focus ligt vaak op virussen die mensen heel ziek kunnen maken
- Tabaksmozaïekvirus
→ Gele stippen op aangetaste bladeren -> verschrompelen en vallen af
→ Overdraagbaar
→ Dmitri Ivanovski: grondlegger virologie
§ Tabaksmozaïekvirus materiaal filtreren (kunnen geen bacteriën door) -> filtraat op
gezond blad => werd ziek: bewezen dat het geen bacteriën waren
- Martinus Beijerinck: eerste die woord “virus” gebruikte (1898)
→ Virus = vergif (Latijn)
- 2 grondleggers van virologie (einde 19e eeuw): Dmitri Ivanovski en Martinus Beijerinck
- Vanaf 1940 echt vakgebied: door verbeteringen in technologie, meer populair, meer virussen ontdekt,
meer over geschreven
→ Bacteriologie altijd populairder geweest
→ Populairder dan parasitologie en mycologie
- Vanuit verschillende vakgebieden kan je terechtkomen bij virologie, veel ingangspoorten
- Overmatig veel nobelprijzen voor virologie (meer dan voor andere disciplines)
→ Laatste 2008: ontdekking HIV
- Belangrijke virusziekten (vaak nu niet meer belangrijk)
→ Pokken (smallpox): soort rottingsgeur, bestaat niet meer dankzij vaccinatie
→ Poliomyelitis (infantile paralysis): nog heel weinig gevallen, verlamming spieren (middenrif =>
levensbedreigend, beademing manueel of stalen longen), bijna uitgeroeid door vaccinatie
§ Dreigt op paar plaatsen in wereld terug op te duiken waar niet goed gevaccineerd
wordt
§ Liggen jaren lang in ijzeren long
→ HIV: gaat veel aandacht naartoe, op bepaald moment in VS belangrijkste doodsoorzaak bij
jonge mannen
Virale structuur
- Grootte: heel erg klein (25-300 nm)
→ Reuzenvirussen: niet belangrijk voor mens
→ Kan je niet zien met gewone microscoop -> elektronenmicroscoop
§ Nobelprijs voor ontdekking eerste elektronenmicroscoop: voor eerst virus mee
gefotografeerd (tabaksmozaïekvirus: holle rigide staaf)
§ X-ray kristallografie: kristal maken van virus -> diffractie X-stralen wanneer ze kristal
tegenkomen -> patronen: elektronendensiteitskaarten
Ø Rosalind Franklin: structuur tabaksmozaïekvirus
§ Cryo-elektronen microscoop: hele lage temperaturen gebruikt om proces nog beter te
maken, hogere resolutie
Ø Bv. humaan papillomavirus: tot op atomair niveau
→ Ultrafiltreerbaar: kunnen doorheen filters die bacteriën tegenhouden
- Envelop/naakt
→ Lipidendubbellaag (zelfde als celmembraan mens): nieuw virus ontstaat door afsplitsen uit
gastheercel -> pikt deel celmembraan mee
→ Niet statisch/solide => eenvoudig om envolop te laten invloeien in celmembraan
,- Capside
→ = eiwitmantel rond genetisch materiaal
→ Helicaal: 1 eiwit dakpansgewijs op elkaar stapelen, opening in midden waar genetisch
materiaal in zit
§ Doel capside is genetisch materiaal beschermen => minder gemakkelijk afgebroken
§ Bv.: tabaksmozaïekvirus, ebolavirus (soepel, beweeglijk, verschillende lengte)
→ Icosahedraal: geometrische figuur gebruikt in architectuur -> bijzonder stevig, bepaalde
symmetrie: vijfvoudige of zesvoudige symmetrie -> afwisseling capsomeren maakt zeer
stabiele strictuur (bv. voetbal), genetisch materiaal in midden
§ Capsomeren in oplossing => spontane vorming icosahedraal
§ Bv.: adenovirus, herpesvirus, papillomavirus
→ Complex: alle andere
§ Bv. T-bacteriofaag: kan met heel weinig genetisch materiaal complexe structuur
maken, hoofdje met genetisch materiaal, kraag, hals, landingsgestel, genetisch
materiaal inspuiten in bacterie (komt zelf niet in bacterie, blijft aan buitenkant zitten)
§ Bv. pokkenvirus: makkelijk te herkennen onder microscoop (zien er altijd zelfde uit)
- Genoom
→ DNA of RNA: alle andere organismen hebben zowel DNA als RNA, virussen hebben stukjes
genetisch materiaal die ene of andere zijn
→ Dubbelstrengig (ds) of enkelstrengig (ss)
§ DNA is meestal dubbelstrengig (bv. herpes)
§ Uitzonderlijk ssDNA: bv. parvovirus B19
Ø Enkel gevaarlijk tijdens zwagerschap: legt ontwikkeling RBC reeks volledig plat
bij foetus (niet gevaarlijk voor moeder zelf) => foetus kan niet meer groeien en
sterft als er niks gebeurt
Ø Behandeling: intra-uteriene bloedtransfusie -> vene aanprikken om bloed te
geven aan foetus => rode reeks ontwikkeling komt na tijd terug op gang
§ RNA is meestal enkelstrengig (bv. polio, HIV, mazelenvirus)
§ Uitzonderlijk dsRNA: bv. rotavirus
→ Lineair of circulair
§ Meeste virussen hebben lineair genoom (zie boven)
§ Sommige circulair: covalent gesloten
Ø Bv. papillomavirus (dsDNA)
Ø Bv. plant viroiden: speciale levensvorm (bestaan enkel uit stuk ssRNA, geen
eiwitmantel -> overleven door RNA te circulariseren => stabieler, want begin
of einde nodig om DNA af te breken)
Ø Bv. hepatitis B virus: speciaal, 2/3 genoom is ds en 1/3 is ss (niet gekend
waarom), tijdens vermenigvuldiging volledig ds
→ 1 stuk of verschillende segmenten
§ Meeste virussen bestaan uit 1 stuk
§ Verschillende genetische fragmenten: segmentaire genomen
Ø Bv. rotavirus (dsRNA): 11 segmenten die elk coderen voor verschillend eiwit
(11 kleine “chromosoompjes” waar 1 eiwit in zit)
Ø Bv. griepvirus (ssRNA): 8 segmenten
, Ø Bv. hantavirus: 3 segmenten (small, large, medium) -> coderen voor
verschillende eiwitten
× Overgedragen door knaagdieren via inademen van gedroogde urine
=> nieren blokkeren, je kan niet plassen -> gat vanzelf voorbij, maar
soms dialyse nodig
× Bv.: houthakkers, in buurt van bos wonen en muizen zitten in tuinhuis
× Uitscheiding hantavirussen in urine
Ø Voordeel: reassortment
× Zelfde cel geïnfecteerd door 2 verschillende virussen => deeltjes
genetisch materiaal uitwisselen => nieuwe virussen: verschillende
combinatie genoomfragmenten van de 2 virussen (bv. deeltje griepvirus en
deeltje rotavirus)
× Bv. influenza: infectie varken door mens- en vogelgriepvirus => nieuwe
soorten ontstaan
Virus taxonomie
- Virussen opdelen, namen geven, classificeren
- Door ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses)
- Indeling o.b.v.:
→ Eigenschappen van het virion (grootte, vorm, envelop, capsidestructuur, …)
→ Fysicochemische eigenschappen (MW, genoomeigenschappen, G+C ratio, nt sequentie, …)
→ Virale eiwitten (aantal, grootte, functie, AZ sequentie, …)
→ Viraal genoom en life cycle (genoomorganisatie en -replicatie, plaats van virion assemblage, maturatie,
release, …)
→ Biologische eigenschappen (natuurlijke gastheer, weefseltropisme, (histo)pathologie, transmissie,
geografische distributie, …)
→ Volledig vervangen door te kijken naar sequentie van het virus -> moleculaire stambomen,
fylogenetische bomen
- Achterste deel naam belangrijk om te weten of het gaat over orde, familie (gelijkaardige virussen) of
subfamilie (soms is er geen subfamilie, orde, …)
→ Orde: -virales
→ Familie: -viridae
→ Subfamilie: -virinae
→ Genus: -virus
→ Naam
Replicatiecyclus
-> cel-afhankelijk: virus kan niet vermenigvuldigen zonder gastheercel -> discussie: behoren virussen tot
levende wezens of niet (vermenigvuldiging dus ja?)
- Binding aan cellulaire receptor op doelwitcel
→ Sleutel-slotmechanisme: virus bindt eiwit op oppervlak van doelwitcel
→ Minder eenvoudig dan dat:
§ HIV: CD4 is belangrijkste receptor (T-helper cellen), verschillende co-receptoren spelen
rol (waarschijnlijk voor vele virussen zo)
§ Sleutel-slotmechanisme toch niet bij veel virussen, vaak meerdere receptoren
→ Receptor op cel heeft andere biologische functie -> misbruikt door virus
§ Bv. rhinovirus: bindt receptor ICAM-1 -> zorgt dat cellen aan elkaar blijven hangen en
epitheel kunnen vormen
, - Binnendringen in doelwitcel
→ Verschillende manieren -> afhankelijk van envelop of niet
§ Envelop: fusie envelop met celmembraan van doelwitcel (gemakkelijk want envelop is
gepikt van celwand vorig cel)
§ Geen envelop: endocytose -> actief door cel, iets hangt aan celwand door binding
receptor => neiging cel om dat ding binnen te nemen in cel door vorming endosoom
-> versmelting met golgi membraan -> virus in GA, in cytoplasma
§ Combinatie: geënveloppeerd virus via endosoom (envoloppe in envoloppe)
-> versmelten met lysosoom tot endolysosoom -> membranen versmelten -> capside
in cytoplasma
§ Speciale manier (T-bacteriofagen): landen op bacterie -> neerdrukken tegen
bacteriële wand -> naaldje doorheen bacteriële wand en genetisch materiaal inspuiten
Ø Belang: microbioom is heel belangrijk, bacteriofagen houden deze populaties
in check => soort balansen: tussen verschillende bacteriën, gecontroleerd door
bacteriofagen
- Ontmanteling van het virus
→ Eigen capside openen: spontaan proces, genetisch materiaal komt in cytoplasma of kern van
doelwitcel terecht
- Synthese “vroege” eiwitten
→ Nemen cel verder over of maken cel onsterfelijk (kankerverwekkend)
- Viraal DNA/RNA replicatie
→ Oudere DNA virussen laten virale replicatie doen door menselijke polymerasen
-> hoge kwaliteit, weinig fouten => virus quasi identiek => heel trage evolutie (voordelig voor
oude virussen)
→ Jongere virussen hebben eigen polymerase: baat bij evolutie, willen fouten maken => IS
omzeilen
- Synthese “late” eiwitten
→ Vormen capside om nieuwe virion vorm te geven
- Assemblage nieuwe virions
→ Door doelwitcel, meestal liggend tegenaan celmembraan
→ Nog niet volledig begrepen: meestal 1 kopij (2 bij HIV) exact in zo’n ding
→ Groot deel partikels zijn leeg (kunnen niet verder infecteren)
→ Energetisch favorabel, niet veel energie nodig
- Vrijztting nieuwe virions -> volgende replicatiecyclus
→ Cytolyse (agressieve manier): zoveel nieuwe viruspartikels maken dat cel ontploft => cel dood
=> virus moet opzoek naar nieuwe doelwitcellen in de buurt
§ Plotse vrijzetting van duizenden partikels uit cel
§ Vaak gepaard met ziek worden, koorts, opflakkering immuunreacties
→ Budding (vriendelijkere manier) = knopvorming: tegen membraan leunen en stuk
celmembraan meepikken => doelwitcel blijft leven (of toch iets langer)
§ Indien traag kan cel jaren blijven leven, traag verlopend
§ Indien snel: virus steeds krapper in jasje => doelwitcel kan niet meer volgen met
nieuwe celmembraan bouwen => cel dood
