Εισαγωγή στην Βιολογία

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Κρήτης Τμήμα Χημείας Αλέκα Τσαλαφούτα, PhD

2 ΥΛΗ Θεματική Ενότητα 6 Ρύθμιση γονιδιακής έκφρασης Ευκαρυώτες προκαρυώτες Ιοι

3 Μια ζωή δανεική Δεν διαθέτουν τις δομές και τους μεταβολικούς μηχανισμούς που απαντούν στα κύτταρα των ευκαρυωτών Οι ιοί είναι πολύ μικρότεροι σε μέγεθος και απλούστεροι σε οργάνωση από τα προκαρυωτικά κύτταρα Φάγοι Τ4 που μολύνουν ένα βατήριο Escherichia coli Οι ιοί είναι στην ουσία γονίδια (DNA ή RNA) συσκευασμένα σε πρωτεϊνικό περίβλημα Τοποθετούνται σε μια γκρίζα ζώνη μεταξύ ζωής και χημικής ουσίας Έχουν την ικανότητα να μολύνουν άλλα κύτταρα και να χρησιμοποιούν τους μηχανισμούς του κυττάρου-ξενιστή για την αναπαραγωγή τους και την εκτέλεση μεταβολικών δραστηριοτήτων

4 Η Βιολογία των ιών Θα εξετάσουμε την δομή αυτών των απλούστατων γενετικών συστημάτων Θα περιγράψουμε τους αναπαραγωγικούς κύκλους των ιών Θα εξετάσουμε τα ιοειδή και τα πριόνια (prions) Φάγοι Τ4 που μολύνουν ένα βατήριο Escherichia coli

5 Η ανακάλυψη των ιών Τα πρώτα πειράματα που οδήγησαν στην ανακάλυψη των ιών πραγματοποιήθηκαν στο φυτό του καπνού στα τέλη του 19 ου αιώνα Μια από τις ασθένειες που προσβάλει το φυτό του καπνού είναι η μωσαϊκή του καπνού, νόσος που ανακόπτει την ανάπτυξη του φυτού και δίνει στα φύλλα του ένα διάστικτο (μωσαϊκό) πρότυπο χρωμάτων Το 1883, ο Γερμανός επιστήμονας Adolf Mayer διαπίστωσε ότι μπορούσε να μεταδώσει την ασθένεια αυτή από φυτό σε φυτό επαλείφοντας υγιή φυτά με εκχύλισμα άρρωστων φυτών Καθώς δεν μπόρεσε να εντοπίσει στο μικροσκόπιο κάποιο μολυσματικό μικρόβιο στο φυτικό εκχύλισμα, ο Mayer θεώρησε ότι η νόσος προκαλείται από βακτήρια ασυνήθιστα μικρού μεγέθους

6 Η ανακάλυψη των ιών Το 1893, ο Ρώσος βιολόγος Dimitri Ivanowski δοκίμασε να ελέγξει την υπόθεση του Mayer Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποίησε ένα ειδικό φίλτρο για τον διαχωρισμό των βακτηρίων από τα υπόλοιπα συστατικά του εκχυλίσματος, και διαπίστωσε ότι το δεύτερο εκχύλισμα διατηρούσε την ικανότητα πρόκλησης της νόσου της μωσαϊκής του καπνού Υπέθεσε, ότι τα βακτήρια ήταν τόσο μικρά ώστε χωρούσαν να περάσουν από τους πόρους του φίλτρου ή ότι τα βακτήρια παρήγαγαν μία τοξίνη που χωρούσε εκείνη

7 Η ανακάλυψη των ιών Στα τέλη του 19 ου αιώνα, ο Ολλανδός βοτανικός Martinus Beijerinck έδειξε ότι ο μολυσματικός παράγοντας που περιείχε το διηθημένο εκχύλισμα μπορούσε να αναπαράγεται Ο Beijerinck παρατήρησε ότι μπορούσε να μολύνει υγιή φυτά επαλείφοντας τα με διηθημένο εκχύλισμα φυτών που είχαν προσβληθεί από τη νόσο της μωσαϊκής του καπνού Στη συνέχεια, το εκχύλισμα των φυτών που είχαν μόλις μολύνει μπορούσε να προκαλέσει με τη σειρά του μόλυνση σε άλλα υγιή φυτά Έπειτα από κάθε μόλυνση, τα φυτά ανέπτυσσαν την ασθένεια στον ίδιο πάντα βαθμό

8 Η ανακάλυψη των ιών Ο μολυσματικός παράγοντας δεν ήταν βακτήριο αφού μπορούσε να διέλθει από το φίλτρο πορσελάνης Επίσης, αν και μεταφέρθηκε επανειλημμένα από φυτό σε φυτό η παθογόνος δράση του δεν μειώθηκε, συνεπώς αναπαράγεται μέσα στα φυτά τα οποία μολύνει Συνεχίζοντας τα πειράματά του ο Beijerinck διαπίστωσε ότι: Το παθογόνο αναπαραγόταν μόνο μέσα στον ξενιστή τον οποίο μόλυνε Ο μυστηριώδης παράγοντας δεν μπορούσε να καλλιεργηθεί σε κάποιο θρεπτικό μέσο Υπέθεσε ότι ο μολυσματικός παράγοντας ήταν ένα αναπαραγόμενο σωμάτιο πολύ μικρότερο και απλούστερο από τα βακτήρια To 1935, η υπόθεση επιβεβαιώθηκε από τον προσδιορισμό της δομής του ιού από τον Αμερικάνο Wendell Stanley

9 Η δομή των ιών Οι ιοί δεν είναι κύτταρα Αποτελούνται από ένα ή περισσότερα μόρια νουκλεϊκού οξέος (DNA ή RNA) κλεισμένα μέσα σε ένα πρωτεϊνικό περίβλημα, το καψίδιο Μερικοί ιοί διαθέτουν και έναν μεμβρανικό φάκελο που περιβάλει την καψίδιο και ονομάζεται ιικός φάκελος, ο οποίος αποτελείται από τις μεμβράνες του κυττάρου ξενιστή (φωσφολιπίδια και πρωτεΐνες) Περιέχει ένζυμα, πρωτεΐνες και γλυκοπρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από τα γονίδια του ιού Το μέγεθος των ιών κυμαίνεται από 20 nm έως μερικές εκατοντάδες nm

10 Το γονιδίωμα των ιών Το γονιδίωμα των ιών μπορεί να είναι: α) δίκλωνο DNA β) μονόκλωνο DNA γ) δίκλωνο RNA δ) μονόκλωνο NA Το γονιδίωμα των ιών μπορεί να οργανώνεται σε ένα ή περισσότερα μόρια νουκλεϊκού οξέος που μπορεί να είναι: α) γραμμικά β) κυκλικά

11 Καψίδια και φάκελοι των ιών Το πρωτεϊνικό κέλυφος που περιβάλλει το γονιδίωμα ενός ιού ονομάζεται καψίδιο Τα καψίδια αποτελούνται από μεγάλο αριθμό πρωτεϊνικών υπομονάδων που ονομάζονται καψομερή Τα διάφορα είδη των πρωτεϊνών του καψιδίου είναι λίγα Ανάλογα με τον τύπο του ιού το καψίδιο μπορεί να είναι: α) σφαιρικό β) ραβδόμορφο/ελικοειδές γ) πολυεδρικό δ) περίπλοκο σχήμα

12 Δομικά χαρακτηριστικά των ιών α) σφαιρικό Ο ιοί της γρίπης έχουν σφαιρικό σχήμα, ενώ διαθέτουν και μεμβρανικό φάκελο, ο οποίος καλύπτεται από γλυκοπρωτεϊνικές άκανθες. Το γονιδίωμα τους αποτελείται από 8 διαφορετικά μόρια RNA, καθένα από τα οποία περιβάλλεται από ελικοειδές πρωτεϊνικό καψίδιο β) ραβδόμορφο/ελικοειδές Ο ιός της μωσαϊκής του καπνού είναι ένας RNA ιός και διαθέτει ένα άκαμπτο ραβδόμορφο σχήμα, αποτελούμενο από περίπου 1000 μόρια ενός τύπου πρωτεΐνης διατεταγμένα σε έλικα

13 Δομικά χαρακτηριστικά των ιών γ) πολυεδρικό Το καψίδιο των αδενοϊών αποτελείται από 252 πανομοιότυπα μόρια πρωτεϊνών, διατεταγμένα έτσι ώστε να σχηματίζουν ένα εικοσάεδρο, που περικλείει το DNA του ιού. Σε κάθε κορυφή φερουν μια γλυκοπρωτεϊνική άκανθα δ) περίπλοκο σχήμα Οι βακτηριοφάγοι είναι DNA ιοί που αποτελούνται από μία επιμήκη εικοσάεδρη κεφαλή στην οποία είναι προσαρτημένη μια ουρά με ίνες, με τις οποίες προσδένονται στα βακτήρια τα οποία προσβάλλουν

14 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών Οι ιοί είναι υποχρεωτικώς ενδοκυττάρια παράσιτα καθώς μπορούν να αναπαραχθούν μόνο μέσα στο κύτταρο-ξενιστή Οι ιοί δεν διαθέτουν τα μεταβολικά ένζυμα και τον εξοπλισμό (π.χ. ριβοσώματα) που απαιτεί η πρωτεϊνοσύνθεση Κάθε τύπος ιού μπορεί να μολύνει μόνο περιορισμένο φάσμα κυττάρων-ξενιστών (εξειδίκευση), το οποίο αποτελεί το λεγόμενο εύρος ξενιστή του ιού Αυτή η εξειδίκευση οφείλεται στις ειδικές πρωτεΐνες που φέρουν στην επιφάνεια τους οι ιοί, με τις οποίες αναγνωρίζουν τα κύτταρα-ξενιστές τους Οι πρωτεΐνες αυτές ταιριάζουν δομικά και αναγνωρίζουν ειδικά μόρια-υποδοχείς της επιφάνειας των κυττάρων-ξενιστών

15 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών Η ιική μόλυνση ξεκινά με την πρόσδεση του ιού στην επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή Ο ιός εισάγει το γονιδίωμα του στο κύτταρο ξενιστή Μόλις το ιικό γονιδίωμα βρεθεί μέσα στο κύτταρο, οι πρωτεΐνες του ιού «επιτάσσουν» το κύτταρο να επιστρατεύσει τα υλικά και τους μηχανισμούς του για την αντιγραφή του γονιδιώματος του ιού και την παραγωγή των πρωτεϊνών του Το κύτταρο ξενιστής παρέχει τα νουκλεοτίδια, τα ριβοσώματα, τα ένζυμα, τα trnas, τα αμινοξέα, την ΑΤΡ και τα άλλα συστατικά που απαιτούνται για την αντιγραφή του DNA και την σύνθεση των πρωτεϊνών του ιού Οι RNA ιοί διαθέτουν ένζυμα για την αντίστροφη μεταγραφή του RNA γονιδιώματος τους σε DNA

16 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών Αφού συντεθούν τα νουκλεϊκά οξέα και τα καψομερή του ιού, στη συνέχεια επανασυναρμολογούνται σε νέους πολλαπλασιασμένους ιούς Ο αναπαραγωγικός κύκλος του ιού ολοκληρώνεται με την καταστροφή του μολυσμένου κυττάρου-ξενιστή και την έξοδο εκατοντάδων ή χιλιάδων ιών Οι νέοι ιοί μπορούν στη συνέχεια να μολύνουν και άλλα κύτταρα, εξαπλώνοντας έτσι την ιική μόλυνση

17 Οι αναπαραγωγικοί κύκλοι των φάγων Οι βακτηριοφάγοι (φάγοι) είναι οι ιοί που μολύνουν βακτήρια Οι φάγοι έχουν μελετηθεί περισσότερο από κάθε άλλον ιό και το γονιδίωμα τους αποτελείται από δίκλωνο DNA Οι φάγοι συνήθως δεν έχουν ιικό φάκελο Οι φάγοι αναπαράγονται με δύο εναλλακτικούς αναπαραγωγικούς μηχανισμούς: Τον λυτικό κύκλο λύση του κυττάρου Τον λυσιγονικό κύκλο συμβίωση μέσα στο κύτταρο

18 Ο λυτικός αναπαραγωγικός κύκλος του φάγου Τ4 Ο λυτικός αναπαραγωγικός κύκλος των φάγων καταλήγει στον θάνατο του κυττάρου-ξενιστή καθώς το κύτταρο υφίσταται «λύση», οι φάγοι απελευθερώνονται και μολύνουν νέα υγιή κύτταρα (μολυσματικοί φάγοι) 1. Πρόσδεση Ο φάγος Τ4 χρησιμοποιεί τις ίνες της ουράς του για να προσδεθεί σε ειδικούς υποδοχείς στην εξωτερική επιφάνεια ενός κυττάρου E. coli 2. Είσοδος του DNA του φάγου και αποικοδόμηση του DNA του ξενιστή Το περίβλημα της ουράς συσπάται εισάγοντας το ιικό DNA στο κύτταρο και αφήνοντας το κενό καψίδιο από έξω. Το DNA του κυττάρου υδρολύεται

19 Ο λυτικός αναπαραγωγικός κύκλος του φάγου Τ4 3. Σύνθεση ιικού γονιδιώματος και ιικών πρωτεϊνών χρησιμοποιώντας τα ένζυμα και άλλα συστατικά του κυττάρου-ξενιστή, το ιικό DNA κατευθύνει την παραγωγή των ιικών πρωτεϊνών και του ιικού γονιδιώματος 4. Συναρμολόγηση Τρία χωριστά σύνολα πρωτεϊνών συναρμολογούνται αυθόρμητα, σχηματίζοντας αντίστοιχα, την κεφαλή, την ουρά και τις ίνες της ουράς. Το γονιδίωμα κάθε φάγου συσκευάζεται μέσα στο καψίδιο κατά το σχηματισμό της κεφαλής 5. Απελευθέρωση Ο φάγος κατευθύνει την παραγωγή ενός ενζύμου που καταστρέφει το τοίχωμα του βακτηριακού κυττάρου, το κύτταρο λύεται και απελευθερώνονται νέοι φάγοι

20 Ο λυτικός αναπαραγωγικός κύκλος των φάγων Προστασία των βακτηρίων έναντι στους μολυσματικούς φάγους Η φυσική επιλογή ευνοεί τις μεταλλάξεις που οδηγούν στην σύνθεση υποδοχέων από τα βακτήρια που δεν αναγνωρίζονται πλέον από έναν συγκεκριμένο τύπο φάγου Ακόμη και αν το DNA του φάγου εισέλθει τελικά στο βακτήριο, αναγνωρίζεται ως ξένο και τεμαχίζεται από περιοριστικά ένζυμα του κυττάρου, που το προστατεύουν

21 Ο λυσιγονικός και ο λυτικός αναπαραγωγικός κύκλος του φάγου λ Ο λυσιγονικός κύκλος επιτρέπει την αντιγραφή του ιικού γονιδιώματος χωρίς να προκαλείται καταστροφή του κυττάρου-ξενιστή, καθώς οι φάγοι συνυπάρχουν με το κύτταρο (λυσιγονία) 1. Πρόσδεση & εισαγωγή ιικού DNA Ο φάγος λ προσδένεται στην επιφάνεια του κυττάρου-ξενιστή και εισάγει το DNA του, το οποίο κυκλοποιείται 2. Ενσωμάτωση του ιικού DNA στο DNA του ξενιστή Το κυκλικό DNA του φάγου λ κόβεται από ειδικές πρωτεΐνες του και ενσωματώνεται σε συγκεκριμένη θέση του βακτηριακού χρωμοσώματος, που έχει κοπεί από τις ίδιες πρωτεΐνες (προφάγος)

22 Ο λυσιγονικός και ο λυτικός αναπαραγωγικός κύκλος του φάγου λ Ο λυσιγονικός κύκλος επιτρέπει την αντιγραφή του ιικού γονιδιώματος χωρίς να προκαλείται καταστροφή του κυττάρου-ξενιστή, καθώς οι φάγοι συνυπάρχουν με το κύτταρο (λυσιγονία) 3. Πολλαπλασιασμός προφάγων Το ιικό γονιδίωμα παραμένει αδρανές ως προφάγος. Μετά από πολλές βακτηριακές διαιρέσεις προκύπτει πλήθος βακτηρίων μολυσμένων με τον προφάγο 4. Αρχή λυτικού κύκλου Όταν το γονιδίωμα του φάγου δεχτεί το κατάλληλο σήμα, εξέρχεται από το βακτηριακό χρωμόσωμα και ξεκινά έναν λυτικό κύκλο

23 Οι ιοί των ζώων Οι ιοί των ζώων μπορεί να διαφέρουν ως προς το γενετικό τους υλικό: Δίκλωνο DNA (ερπητοϊός, ιός ευλογιάς) τάξη Ι Μονόκλωνο DNA (παρβοϊός) τάξη ΙΙ Δίκλωνο RNA (ρεοϊός) τάξη ΙΙΙ Μονόκλωνο RNA (κοροναϊός, ρετροϊός) τάξεις ΙV, V και VI Οι ιοί με μονόκλωνο RNA (ssrna) διακρίνονται σε τρείς ομάδες ανάλογα με το πως ενεργεί το γονιδίωμα RNA στο κύτταρο ξενιστή: α) το ssrna λειτουργεί ως mrna (τάξη ΙV) β) το ssrna λειτουργεί ως εκμαγείο για τη σύνθεση mrna (τάξη V) δ) β) το ssrna λειτουργεί ως εκμαγείο για τη σύνθεση DNA (τάξη VΙ) Οι ιοί των ζώων συνήθως διαθέτουν φάκελο, ο οποίος χρησιμεύει για την είσοδο τους στα κύτταρα που μολύνουν

24 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών των ζώων (τάξη V) 1. Από την εξωτερική επιφάνεια του φακέλου προεξέχουν μόρια γλυκοπρωτεϊνών ιικής προέλευσης, τα οποία προσδένονται σε ειδικά μόρια υποδοχείς στην επιφάνεια του κυττάρου-ξενιστή 2. Το καψίδιο και το γονιδίωμα του ιού εισέρχονται στο κύτταρο. Το καψίδιο αποικοδομείται από κυτταρικά ένζυμα και έτσι το γονιδίωμα του ιού απελευθερώνεται στο κυτταρόπλασμα 3. Το μονόκλωνο RNA του ιού χρησιμοποιείται ως εκμαγείο από το ιικό ένζυμο RNA αντιγραφάση για την σύνθεση της συμπληρωματικής αλυσίδας RNA, η οποία λειτουργεί ως: α) mrna β) εκμαγείο για την αντιγραφή/πολλαπλασιασμό του ιικού γονιδιώματος

25 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών των ζώων (τάξη V) 4. Η συμπληρωματική αλυσίδα που λειτουργεί ως mrna μεταφράζεται στο κυτταρόπλασμα στις πρωτεΐνες του καψιδίου και στο ΕΔ στις γλυκοπρωτεΐνες του ιικού φακέλου 5. Οι γλυκοπρωτεΐνες του ιικού φακέλου μεταφέρονται από την συσκευή Golgi στην κυτταροπλασματική μεμβράνη μέσω κυστιδίων 6. Οι πρωτεΐνες του καψιδίου που έχουν συντεθεί στο κυτταρόπλασμα οργανώνονται γύρω από αντίγραφο ιικού γονιδιώματος και συναρμολογούν το καψίδιο 7. Οι νέοι ιοί ιοί με τον φάκελο τους προερχόμενο από την μεμβράνη του κυττάρου, εξέρχονται από το κύτταρο, ελεύθεροι να προσβάλλουν άλλα κύτταρα

26 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών των ζώων (τάξη VΙ) 1. Ο ιός φέρει στην επιφάνεια του φακέλου του γλυκοπρωτεΐνες με τις οποίες προσδένεται σε ειδικούς υποδοχείς της επιφάνειας των κυττάρων στόχων 2. Ο ιός συντήκεται με την κυτταροπλασματική μεμβράνη του κυττάρου και το καψίδιο αποσυναρμολογείται απελευθερώνοντας τα ιικά ένζυμα και στο ιικό γονιδίωμα στο κυτταρόπλασμα 3. Το ιικό ένζυμο αντίστροφη μεταγραφάση καταλύει την σύνθεση μιας αλυσίδας DNA συμπληρωματικής ως προς το RNA του ιού 4. Η αντίστροφη μεταγραφάση μετατρέπει την μονόκλωνη αλυσίδα DNA σε δίκλωνο DNA 5. Το δίκλωνο πλέον DNA του ιού ενσωματώνεται στο DNA του κυττάρου υπό τη μορφή προϊού

27 Ο αναπαραγωγικός κύκλος των ιών των ζώων (τάξη VΙ) 6. Τα γονίδια του προϊού μεταγράφονται προς μόρια RNA, που: α) χρησιμοποιούνται ως mrna για την σύνθεση των ιικών πρωτεϊνών β) θα αποτελέσουν τα γονιδιώματα των ιών της επόμενης γενιάς 7. Στο κυτταρόπλασμα συντίθεται η αντίστροφη μεταγραφάση 8. Οι γλυκοπρωτεΐνες του ιικού φακέλου συντίθενται στο ΕΔ και μεταφέρονται από την συσκευή Golgi στην κυτταροπλασματική μεμβράνη μέσω κυστιδίων 9. Κάθε καψίδιο συναρμολογείται γύρω από δύο μόρια ιικού RNA και δύο μόρια αντίστροφης μεταγραφάσης, και συναρμολογούν το καψίδιο. Τα καψίδια περικλείονται με τον φάκελο και οι νέοι ιοί εξέρχονται από το κύτταρο

28 Η εξέλιξη των ιών Οι ιοί δεν πληρούν πραγματικά τον ορισμό του έμβιου όντος Ένας ιός μπορεί να κάνει τις βασικές βιολογικές διεργασίες (αντιγραφή γονιδιώματος, σύνθεση πρωτεϊνών, παραγωγή ΑΤΡ) του μόνο μέσα σε ένα κύτταρο ξενιστή Μπορούμε να θεωρήσουμε τους ιούς σαν την απλούστερη μορφή ζωής ή σαν την πολυπλοκότερη μορφή βιολογικών μακρομορίων Οι ιοί διαθέτουν γενετικό υλικό και χρησιμοποιούν το ίδιο γενετικό κώδικα με τα έμβια όντα, γεγονός που φανερώνει την εξελικτική τους σύνδεση με τον έμβιο κόσμο Καθώς οι ιοί εξαρτώνται για όλες τις βασικές τους λειτουργίες από τα κύτταρα που μολύνουν, θεωρείται ότι εξελικτικά εμφανίστηκαν μετά την εμφάνιση των πρώτων κυττάρων και ότι δεν κατάγονται από προκυτταρικές μορφές ζωής

29 Οι ιογενείς λοιμώξεις Οι ιοί προκαλούν ασθένειες που πλήττουν τον άνθρωπο, τις γεωργικές καλλιέργειες και την κτηνοτροφία σε ολόκληρο τον κόσμο Ασθένειες στα φυτά και στα ζώα προκαλούνται και από κάποιες ακόμη πιο απλές οντότητες, τα ιοειδή και τα πριόνια Τα συμπτώματα μιας ασθένειας εξαρτώνται από το πως θα δράσει ο μολυσματικός παράγοντας στο εκάστοτε κύτταρο-ξενιστή Το μέγεθος της βλάβης που θα προκληθεί εξαρτάται εν μέρει και από την ικανότητα του ιστού που θα δεχτεί την μόλυνση να ανακάμψει (ιός γρίπης vs ιός πολυομελύτιδας)

30 Οι ιογενείς λιμώξεις εμβόλια Τα εμβόλια είναι το κύριο ιατρικό εργαλείο πρόληψης των μολύνσεων που οφείλονται σε ιούς Τα εμβόλια είναι αβλαβείς μορφές ενός παθογόνου ή παράγωγά του ικανά να διεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού, ώστε να αναπτύξει άμυνα στο επιβλαβές παθογόνο Η χορήγηση των εμβολίων ως προληπτική μέθοδος είναι πολύ σημαντική καθώς η ιατρική τεχνολογία δεν έχει στην παρούσα φάση την δυνατότητα θεραπείας μιας εκδηλωμένης ιογενούς ασθένειας Προσοχή! Τα αντιβιοτικά στοχεύουν κατά της δράσης των βακτηρίων και είναι ανίσχυρα απέναντι στους ιούς

31 Αναδυόμενοι ιοί Οι ιοί που εμφανίζονται ξαφνικά ή που δεν έχουν παρατηρηθεί ξανά στην ιατρική, ονομάζονται αναδυόμενοι ιοί ΗΙV (AIDS), Σαν Φρανσίσκο, 1980 Ebola (αιμορραγικός πυρετός), Κεντρική Αφρική, 1976 Ιός της εγκεφαλίτιδας του Δ. Νείλου (εγκεφαλίτιδα), Βόρια Αμερική, 1999 Κοροναϊός (σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο - SARS), Κίνα, 2002 Διεργασίες εμφάνισης των αναδυόμενων ιών Μεταλλάξεις ήδη υπαρχόντων ιών, καθώς τα σφάλματα κατά την αντιγραφή του RNA των γονιδιωμάτων τους δεν υπόκεινται σε επιδιορθωτικό έλεγχο (νέες γενετικές ποικιλίες με παθογόνο δράση, αδυναμία ανοσίας) Η διασπορά μιας ίωσης από έναν μικρό απομονωμένο πληθυσμό ανθρώπων Εξάπλωση υπαρχόντων ιών από ζώα

32 ιοειδή και τα πριόνια Τα ιοειδή και τα πριόνια είναι οι απλούστεροι μολυσματικοί παράγοντες Τα ιοειδή είναι κυκλικά μόρια RNA μήκους μερικών εκατοντάδων νουκλεοτιδίων, τα οποία πλήττουν τα φυτά Δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες, αλλά αντιγράφονται στα κύτταρα του φυτού-ξενιστή χρησιμοποιώντας τα ένζυμα του Η παθογόνος δράση οφείλεται στα σφάλματα που προκαλούν τα μόρια RNA στα ρυθμιστικά συστήματα που ελέγχουν την ανάπτυξη των φυτών

33 ιοειδή και τα πριόνια Τα πριόνια (prions) είναι πρωτεΐνες με μολυσματική δράση, ενώ ευθύνονται κυρίως για ασθένειες εκφύλισης του εγκεφάλου σε διάφορα είδη ζώων (νόσος των τρελών αγελάδων, τρομώδης νόσος των προβάτων) Μεταδίδονται κυρίως μέσω της τροφής Τα πριόνια είναι ιδιαίτερα ανησυχητικοί μολυσματικοί παράγοντες: Δρουν πολύ αργά, με αποτέλεσμα να προηγείται μια περίοδος επώασης τουλάχιστον δέκα ετών πριν την εκδήλωση της ασθένειας. Έτσι, η πηγή της μόλυνσης δεν είναι εύκολο να εντοπιστεί και οι μολύνσεις πολλαπλασιάζονται Τα πριόνια είναι πολύ δύσκολο να καταστραφούν

34 ιοειδή και τα πριόνια Μοντέλο του πολλαπλασιασμού των ιντρονίων Τα πριόνια (prions) είναι πρωτεΐνες που απαντούν φυσιολογικά στον εγκέφαλο, αλλά δεν έχουν αναδιπλωθεί σωστά Όταν ένα πριόνιο έρθει σε επαφή με τη φυσιολογική μορφή της ίδιας πρωτεΐνης, μπορεί να της προσδώσει την εσφαλμένη αναδίπλωση και να την κάνει να αποκτήσει τη μη φυσιολογική δομή Στη συνέχεια, πολλά πριόνια συγκεντρώνονται και ενώνονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα σύμπλοκο ικανό να μετατρέψει και άλλες φυσιολογικές πρωτεΐνες σε πριόνια Έτσι, προκύπτει μια αλυσιδωτή αντίδραση που οδηγεί σε κυτταρική δυσλειτουργία και τελικά σε εκφυλισμό του εγκεφάλου, λόγω της συσσωμάτωσης των πριονίων

35 ΤΕΛΟΣ!!! Ευχαριστώ για την προσοχή σας