Virologie – hoofdstuk 2
Algemene eigenschappen virussen
1. Wat zijn virussen en waarin verschillen ze van bacterien?
Virus = infectieuze agens, heel klein, eenvoudig samengesteld, die alleen
kunnen vermeerderen in levende cellen van dier/mens/plant/virus
• Hebben geen energiehuishouding
• Kunnen niet zelf voortplanten buiten gastheer
• Buiten gastheer erg kwetsbaar, sterven snel af
Virale ziekten = gevolg van interactie van effect virus op gastheercel,
maar soms gevolg van reactie gastheer op virusinfectie
Verschillen tussen virussen-bacterien
1. Afmetingen
• Virus: nm, dieren en mensen 15-400nm
• Bacterien: groter dan 1000 nm
2. Ontbreken van energiehuishouding bij virussen
3. Virussen hebben geen organellen (ribosomen, ER, golgi) – hebben
ofwel RNA ofwel DNA, maar nooit beiden zoals bacterien
4. IFN = interferum = eiwit gemaakt door gastheercellen als antwoord op
virale infectie, 1 vd effecten is antiviraal effect op virus zelf
• Virussen zijn gevoelig aan interferum, bacterien niet
Grootte van virussen en bacterien
Grootste dierlijke virussen: pokkenvirus familie
1 vd kleinste virusfamilie: picornavirus
1 geinfecteerde cel die door 1 viruspartikel geinfecteerd wordt, kan op zijn
beurt 10 000 nieuwe viruspartikels uitspuwen
Algemene structuur van virussen
• Eenvoudig
• Centrale nucleinezuurstreng
-nucleinezuur nodig om te kunnen vermeerderen in gastheercel
• Omgevende mantel van eiwitten = kapsied
-nodig om nucleinezuur te beschermen
• Kapsied opgebouwd uit identieke eiwitbouwstenen = kapsomeren
• Nucleinezuur + kapsied = nucleokapsied
• Buiten eiwitmantel ook een vetmantel = envelop (niet vervat in
genetisch materiaal)
• Eiwitten die steken uit vetmantel = peplomeren
Ommantelde virussen / virussen met envelop
• Minder weerstandig in omgeving dan naakte virussen (gn envelop)
, • Envelop = vet = vetoplosbaar = makkelijk kapot dr zepen (verliest
peplomeren, nodig voor aanhechting)
• Griepvirus en coronavirus (kunnen niet lang overleven buiten)
Belangrijke definities
Virus = zowel extracellulaire vorm van virus als virus in
gastsheercel
Virion = meer beperkt, verwijst nr extracellulaire volledige
intacte viruspartikel
Viroid = virus van planten
Kapsomeren = identieke morfologische bouwstenen waaruit kapsied
is opgebouwd, vaak combinatie van 1/versch eiwitten
Peplomeren = uitsteeksels op opp van virus met envelop
= spikes
Nucleokapsied = geheel nucleinezuur en eiwitomhulsel binnenin virion
2. Morfologie en structuur van virussen
Studie van morfologie en structuur virussen
Virus bekijken: EM, cryo-elektronenmicroscopie, X-straal kristallografie
A. Elektronenmicroscopie
• Grid: metalen rooster met dunne plastiek film met staaltje erop
• E- versneld dr geleiding in luchtledige kolom, vallen op object, e-
gering doordringend vermogen dus object moet dun zijn
• Virus niet gekleurd, weinig elektronendens
• Zichtbaar maken door kleurstof of metaalzout (fosfotungeenzuur)
• Om viruspartikel zichtbaar te maken
• Om interactie tss virus en cel zichtbaar te maken
B. Cryo-elektronenmicroscopie
• Lage T van -160°C
• Irus in niet-kristallijn waterlaagje
• Contrast tss eiwit en lipiden van virus en watermatrix van omgeving
C. X-straal kristallografie
• Kristal maken van virus à bombarderen met X-stralen à stralen
afgebogen à vastgelegd op X-straal diffractiepatroon op
fotografische plaat
• Puntjes geven info over positie atomen en eiwitten in virus
Symmetrie van virussen
Eiwitten van virussen zitten op symmetrische manier gerangschikt
1. Icosahedrale structuur = kubische symmetrie
2. Helicale structuur = schroefvormige symmetrie
Eicosaheder
• 20 gelijkzijdige driehoeken, 12 hoekpunten, 30 ribbe,
, • 2-, 3- en 5-voudige as (bij draaiing: identieke structuur)
• Manier waarop sommige virussen opgebouwd zijn
• Op elk vlak zijn er aantal kapsomeren, bij kleinste virus: 3 per vlak
Waarom op die manier: omdat ze heel klein zijn
• Hebben klein genoom, weinig genetische info
• Kunnen weinig eiwitten maken, maar willen ze gebruiken om op
stabiele manier nucleinezuur te gaan insluiten
à hoe: eiwit laten herhalen en met alle omgevende eiwit contact
Hoe meer genetische info, hoe groter M gewicht van nucleinezuur, hoe
meer eiwitten virus kan aanmaken, hoe meer kapsomeren
Helix
• Vorm van spiraal
• Centraal: nucleinezuur dat al schroefvorm aanneemt
• Rond nucleinezuren rangschikken kapsomeren
• Naarmate virus groter: meer omwentelingen
• Bep aantal kapsomeren per draai: meer naarmate virus groter
• Hebben altijd envelop
Virussen met schroefvormige symmetrie
• Tabaksmozaiek
• Sendaivirus
• Vesiculair stomatitis virus
Uitzondering: pokkenvirus à noch schroefvormig, noch kubisch à
complexe symmetrie
• 2 enveloppen: buitenste (external membrane) binnenste (core
envelope)
• Ook zijlichaampjes (lateral bodies)
Complexe structuur: bacteriofaag T4 van E. Coli
• Bacteriofaag = combi eicosahedraal en schroefvormig
à hoofd is kubisch, schede is schroefvormig
• Ook basaalplaat, staartvezels en halsje
• Gebruikt ander mechanisme om cellen te infecteren ivm gewone
à gaat zich neerzetten op celwand bacterie dmv staartvezel à bindt
aan R-cel à schede wordt samengetrokken à genetisch materiaal in
hoofdje dr contractie nr binnen geschoten in cytoplasma cel à DNA
injectie in gastheercel
3. Chemische bestanddelen van virussen
Virale genomen
Nucleinezuur: ofwel DNZ (es, ds) ofwel RNZ (es (+/-), ds)
• DNZ bijna altijd ds, RNZ bijna altijd es
RNZ es +: virale RNZ heeft zelfde orientatie als mRNA – gevolgen vr
vermeerderingsstrategie – maakt dat meestal RNZ van virus direct dienst
, kan doen als mRNZ en dat tijdens vermeerdering aan ribosomen bindt n
direct vertaald wordt in eiwitten
DNZ virussen
• Meestal ds
• Meestal lineair (gewone streng)
• Uitz: es DNZ = parvivirus, circovirus
• Uitz: circulair = papilloma, hepadna, circo
RNZvirussen
• Meestal es
• Uitz: ds RNZ = retovirussen
• Uitz: genoom bestaat niet uit 1 afz streng, maar uit segmenten =
orthomyxovirussen (influenza) à genoom van 6-8 stukken RNA
Ook reovirussen (10-12 stukjes)
• Moleculair gewicht varieert ngl es of ds: es 1,7-21kb en ds 18-27kbp
RNZ virussen kunnen slechts enkele eiwitten aanmaken
Soort virale eiwiten
Onderverdeling: structurele en niet-structurele
Structurele
• Maken deel uit van structuur van virus
• Zitten vervat in viruspartikel: aan buitenkant (ext) of binnenkant
• Extern: glycoproteinen die uitsteken aan buitenkant virus en kapsied
• Intern: eiwitten net onder envelop, ùatrix, eiwitten/enzymen (nodig
tijdens replicatie)
Niet-structurele
• Eiwitten gemaakt tijdens vermeerdering vermeerderingscyclus virus,
maar niet echt ingebouwd in viruspartikel
Rol structurele virale eiwitten
• Eiwit kapsied: bescherming virale nucleinezuur
à als er gn kapsied zou zijn, zou nucleinezuur ontrollen en uit
elkaar vallen en verliest het zijn infectiviteit
• Vasthechten aan R op gastheercel
à virus met envelop: glycoproteinen die daarop uitsteken
-meestal eiwitten aan bovenkant glycoproteinen die binden op R van
gastheercellen
-hebben ook kapsied, maar aan binnenkant, onder envelop
à virus zonder envelop: eiwit kapsied buiten, meestal stukje
kapsiedeiwit die gaat binden aan R op gastheercel
• Opwekken antistoffenrespons bij gastheer
-gastheer gaat aantal d na initiele virusinfectie immuunrespons
opbouwen en deel daarvan is antistof respons
-antistoffen worden aangemaakt tegen versch soorten virale
eiwitten (zowel eiwitten binnen als buiten virus)
Algemene eigenschappen virussen
1. Wat zijn virussen en waarin verschillen ze van bacterien?
Virus = infectieuze agens, heel klein, eenvoudig samengesteld, die alleen
kunnen vermeerderen in levende cellen van dier/mens/plant/virus
• Hebben geen energiehuishouding
• Kunnen niet zelf voortplanten buiten gastheer
• Buiten gastheer erg kwetsbaar, sterven snel af
Virale ziekten = gevolg van interactie van effect virus op gastheercel,
maar soms gevolg van reactie gastheer op virusinfectie
Verschillen tussen virussen-bacterien
1. Afmetingen
• Virus: nm, dieren en mensen 15-400nm
• Bacterien: groter dan 1000 nm
2. Ontbreken van energiehuishouding bij virussen
3. Virussen hebben geen organellen (ribosomen, ER, golgi) – hebben
ofwel RNA ofwel DNA, maar nooit beiden zoals bacterien
4. IFN = interferum = eiwit gemaakt door gastheercellen als antwoord op
virale infectie, 1 vd effecten is antiviraal effect op virus zelf
• Virussen zijn gevoelig aan interferum, bacterien niet
Grootte van virussen en bacterien
Grootste dierlijke virussen: pokkenvirus familie
1 vd kleinste virusfamilie: picornavirus
1 geinfecteerde cel die door 1 viruspartikel geinfecteerd wordt, kan op zijn
beurt 10 000 nieuwe viruspartikels uitspuwen
Algemene structuur van virussen
• Eenvoudig
• Centrale nucleinezuurstreng
-nucleinezuur nodig om te kunnen vermeerderen in gastheercel
• Omgevende mantel van eiwitten = kapsied
-nodig om nucleinezuur te beschermen
• Kapsied opgebouwd uit identieke eiwitbouwstenen = kapsomeren
• Nucleinezuur + kapsied = nucleokapsied
• Buiten eiwitmantel ook een vetmantel = envelop (niet vervat in
genetisch materiaal)
• Eiwitten die steken uit vetmantel = peplomeren
Ommantelde virussen / virussen met envelop
• Minder weerstandig in omgeving dan naakte virussen (gn envelop)
, • Envelop = vet = vetoplosbaar = makkelijk kapot dr zepen (verliest
peplomeren, nodig voor aanhechting)
• Griepvirus en coronavirus (kunnen niet lang overleven buiten)
Belangrijke definities
Virus = zowel extracellulaire vorm van virus als virus in
gastsheercel
Virion = meer beperkt, verwijst nr extracellulaire volledige
intacte viruspartikel
Viroid = virus van planten
Kapsomeren = identieke morfologische bouwstenen waaruit kapsied
is opgebouwd, vaak combinatie van 1/versch eiwitten
Peplomeren = uitsteeksels op opp van virus met envelop
= spikes
Nucleokapsied = geheel nucleinezuur en eiwitomhulsel binnenin virion
2. Morfologie en structuur van virussen
Studie van morfologie en structuur virussen
Virus bekijken: EM, cryo-elektronenmicroscopie, X-straal kristallografie
A. Elektronenmicroscopie
• Grid: metalen rooster met dunne plastiek film met staaltje erop
• E- versneld dr geleiding in luchtledige kolom, vallen op object, e-
gering doordringend vermogen dus object moet dun zijn
• Virus niet gekleurd, weinig elektronendens
• Zichtbaar maken door kleurstof of metaalzout (fosfotungeenzuur)
• Om viruspartikel zichtbaar te maken
• Om interactie tss virus en cel zichtbaar te maken
B. Cryo-elektronenmicroscopie
• Lage T van -160°C
• Irus in niet-kristallijn waterlaagje
• Contrast tss eiwit en lipiden van virus en watermatrix van omgeving
C. X-straal kristallografie
• Kristal maken van virus à bombarderen met X-stralen à stralen
afgebogen à vastgelegd op X-straal diffractiepatroon op
fotografische plaat
• Puntjes geven info over positie atomen en eiwitten in virus
Symmetrie van virussen
Eiwitten van virussen zitten op symmetrische manier gerangschikt
1. Icosahedrale structuur = kubische symmetrie
2. Helicale structuur = schroefvormige symmetrie
Eicosaheder
• 20 gelijkzijdige driehoeken, 12 hoekpunten, 30 ribbe,
, • 2-, 3- en 5-voudige as (bij draaiing: identieke structuur)
• Manier waarop sommige virussen opgebouwd zijn
• Op elk vlak zijn er aantal kapsomeren, bij kleinste virus: 3 per vlak
Waarom op die manier: omdat ze heel klein zijn
• Hebben klein genoom, weinig genetische info
• Kunnen weinig eiwitten maken, maar willen ze gebruiken om op
stabiele manier nucleinezuur te gaan insluiten
à hoe: eiwit laten herhalen en met alle omgevende eiwit contact
Hoe meer genetische info, hoe groter M gewicht van nucleinezuur, hoe
meer eiwitten virus kan aanmaken, hoe meer kapsomeren
Helix
• Vorm van spiraal
• Centraal: nucleinezuur dat al schroefvorm aanneemt
• Rond nucleinezuren rangschikken kapsomeren
• Naarmate virus groter: meer omwentelingen
• Bep aantal kapsomeren per draai: meer naarmate virus groter
• Hebben altijd envelop
Virussen met schroefvormige symmetrie
• Tabaksmozaiek
• Sendaivirus
• Vesiculair stomatitis virus
Uitzondering: pokkenvirus à noch schroefvormig, noch kubisch à
complexe symmetrie
• 2 enveloppen: buitenste (external membrane) binnenste (core
envelope)
• Ook zijlichaampjes (lateral bodies)
Complexe structuur: bacteriofaag T4 van E. Coli
• Bacteriofaag = combi eicosahedraal en schroefvormig
à hoofd is kubisch, schede is schroefvormig
• Ook basaalplaat, staartvezels en halsje
• Gebruikt ander mechanisme om cellen te infecteren ivm gewone
à gaat zich neerzetten op celwand bacterie dmv staartvezel à bindt
aan R-cel à schede wordt samengetrokken à genetisch materiaal in
hoofdje dr contractie nr binnen geschoten in cytoplasma cel à DNA
injectie in gastheercel
3. Chemische bestanddelen van virussen
Virale genomen
Nucleinezuur: ofwel DNZ (es, ds) ofwel RNZ (es (+/-), ds)
• DNZ bijna altijd ds, RNZ bijna altijd es
RNZ es +: virale RNZ heeft zelfde orientatie als mRNA – gevolgen vr
vermeerderingsstrategie – maakt dat meestal RNZ van virus direct dienst
, kan doen als mRNZ en dat tijdens vermeerdering aan ribosomen bindt n
direct vertaald wordt in eiwitten
DNZ virussen
• Meestal ds
• Meestal lineair (gewone streng)
• Uitz: es DNZ = parvivirus, circovirus
• Uitz: circulair = papilloma, hepadna, circo
RNZvirussen
• Meestal es
• Uitz: ds RNZ = retovirussen
• Uitz: genoom bestaat niet uit 1 afz streng, maar uit segmenten =
orthomyxovirussen (influenza) à genoom van 6-8 stukken RNA
Ook reovirussen (10-12 stukjes)
• Moleculair gewicht varieert ngl es of ds: es 1,7-21kb en ds 18-27kbp
RNZ virussen kunnen slechts enkele eiwitten aanmaken
Soort virale eiwiten
Onderverdeling: structurele en niet-structurele
Structurele
• Maken deel uit van structuur van virus
• Zitten vervat in viruspartikel: aan buitenkant (ext) of binnenkant
• Extern: glycoproteinen die uitsteken aan buitenkant virus en kapsied
• Intern: eiwitten net onder envelop, ùatrix, eiwitten/enzymen (nodig
tijdens replicatie)
Niet-structurele
• Eiwitten gemaakt tijdens vermeerdering vermeerderingscyclus virus,
maar niet echt ingebouwd in viruspartikel
Rol structurele virale eiwitten
• Eiwit kapsied: bescherming virale nucleinezuur
à als er gn kapsied zou zijn, zou nucleinezuur ontrollen en uit
elkaar vallen en verliest het zijn infectiviteit
• Vasthechten aan R op gastheercel
à virus met envelop: glycoproteinen die daarop uitsteken
-meestal eiwitten aan bovenkant glycoproteinen die binden op R van
gastheercellen
-hebben ook kapsied, maar aan binnenkant, onder envelop
à virus zonder envelop: eiwit kapsied buiten, meestal stukje
kapsiedeiwit die gaat binden aan R op gastheercel
• Opwekken antistoffenrespons bij gastheer
-gastheer gaat aantal d na initiele virusinfectie immuunrespons
opbouwen en deel daarvan is antistof respons
-antistoffen worden aangemaakt tegen versch soorten virale
eiwitten (zowel eiwitten binnen als buiten virus)
