Οργάνωση των NA σε ιούς 09/04/2014 1
Η οργάνωση των ιών γίνεται µε βάση το εύρος των ξενιστών που µπορούν να µολύνουν και συµπεριφέρονται σαν παράσιτα: Μόνο βακτήρια: βακτηριοφάγος ή φάγος (phage) Ζωϊκά κύτταρα: ιοί ζώων Φυτικά κύτταρα: ιοί φυτών Η ιδιότητα των ιών να µολύνουν κύτταρα (ευκπροκαρυωτικά) τους καθιστά σηµαντικά εργαλεία στη Μοριακή Βιολογία. 09/04/2014 2
Η διαδικασία της µόλυνσης ξεκινά: από την επιφάνεια του κυττάρου µέσω πρόσδεσης σε ειδική πρωτείνη υποδοχέα (εξειδίκευση πρόσδεσης και αναγνώρισης) Το γενετικό υλικό διαπερνά τη πλασµατική µεµβράνη και εισέρχεται στο κυτταρόπλασµα Το γενετικό υλικό καταλήγει στον πυρήνα, αλληλεπιδρά µε πρωτείνες του ξενιστή µε στόχο τη µεταγραφή και τη µετάφραση των δικών του πρωτεϊνών. 09/04/2014 3
Το γονιδίωµα των ιων περιέχει πληροφορίες για την παραγωγή πρωτεϊνών που: Απαιτούνται για την αντιγραφή του ιου Καταστέλλουν τη σύνθεση DNA, RNA και πρωτεϊνών του ξενιστή Πρωτείνες που θα συνθέσουν τα νέα ιοσωµάτια σε επίπεδο εκατοντάδων χιλιάδων. Μετά την ολοκλήρωση του σχηµατισµού νέων ιων, τα κύτταρα λύονται και απελευθερόνονται οι νέοι ιοί. Κλείνει ο λυτικός κύκλος. 09/04/2014 4
09/04/2014 5
09/04/2014 6
Τα γονιδιώµατα των ιων είναι σχετικά µικρά και αποτελούνται από DNA ή RNA. DNA Μονόκλωνο (παρβοϊοί) Μονόκλωνο κυκλικό (Μ13, φχ174) Δίκλωνο (Τ4) Δίκλωνο κυκλικό (SV40) Δίκλωνο µε οµοιοπολικά συνδεδεµένη πρωτείνη στα άκρα (αδενοϊός) Δίκλωνο µε οµοιοπολικά συνδεδεµένα άκρα (ιός pox) RNA Μονόκλωνο (RT7) Μονόκλωνο (ρετροιοί) 09/04/2014 7
Οι πληροφορίες που περιέχει κάθε τύπος ιού για την αντιγραφή του ποικίλουν σε αριθµό και σε ιδιότητες. Οι DNA ιοί κωδικοποιούν πρωτείνες για την έναρξη της αντιγραφής του δικού τους DNA υπερνικώντας τα ενδογενή κυτταρικά σήµατα που σχετίζονται µε την αντιγραφή. Οι RNA ιοί κωδικοποιούν τη δική τους RNA εξαρτώµενη RNA πολυµεράση (replicase) για την αντιγραφή τους που κωδικοποιούνται απο το δικό τους χρωµόσωµα. 09/04/2014 8
Ιοί µε αρνητική RNA αλυσίδα ονοµάζονται έτσι γιατί η µολυσµατική µονόκλωνη αλυσίδα RNA δεν κωδικοποιεί πρωτείνες. Οι απαραίτητες πρωτείνες για το αρχικό στάδιο της µόλυνσης από RNA σε DNA είναι πακεταρισµένες στο περίβληµα. Οι απαραίτητες πρωτείνες για τη δηµιουργία των νέων ιοσωµατίων κωδικοποιούνται από τη συµπληρωµατική αλυσίδα του RNA που είναι DNA. 09/04/2014 9
Ιοί µε θετική RNA αλυσίδα ονοµάζονται έτσι γιατί η µολυσµατική µονόκλωνη αλυσίδα RNA κωδικοποιεί πρωτείνες. Λειτουργούν ως mrna και παράγουν ρεπλικάση µόλις εισέλθουν στο κύτταρο οπότε το αρχικό γονιδίωµα είναι µολυσµατικό. 09/04/2014 10
Ανάλογα µε τη δοµή του γονιδιώµατος κάθε ιού υπάρχει και ένας διαφορετικός µηχανισµός αντιγραφής. RNA ιοί: σύνθεση ιϊκού RNA αρχίζει από το 3 -άκρο του αρχικού RNA µε κατεύθυνση 5 ->3 άκρο. DNA ιοί: ξεκινούν την αντιγραφή τους από ένα σηµείο έναρξης που προσδένονται ειδικές πρωτείνες έναρξης του ιού και προσελκύουν ένζυµα αντιγραφής του ξενιστή. 09/04/2014 11
Το λυτικό κύκλο τον περιγράψαµε νωρίτερα. Λυσιγονικός κύκλος: Το DNA του ιού ενσωµατώνεται στο χρωµόσωµα του ξενιστή, παραµένει ήρεµο, και αντιγράφεται ως µέρος του γενετικού υλικού του ξενιστή απο γενιά σε γενιά. Κάτω από ορισµένες συνθήκες ο λυσιγονικός ιός µπορεί να ενεργοποιηθεί σε λυτικό ιό. 09/04/2014 12
Ολοι οι βακτηριοφάγοι µολύνουν το βακτήριο E. coli και είναι σηµαντικά εργαλεία της Μοριακής Βιολογίας. 1. Οι Τ-φάγοι: (Τ1-Τ7) λυτικοί dsdna 2. Οι ήπιοι φάγοι: φάγος λ, dsdna >> κυκλικό DNA λυτικός και λυσιγονικός 3. Οι µικροί φάγοι: Μ13 είναι απλοί Δεν κωδικοποιούν τις περισσότερες απο τις πρωτείνες που απαιτούνται για την αντιγραφή αλλά εξαρτώνται από τον ξενιστή 4. RΝΑ φάγοι: είναι πολύ µικροί και κωδικοποιούν µόνο 4 πρωτείνες (RNA pol 2 πρωτείνες της κάψας 1 ένζυµο για την διάλυση του βακτηριακού τοιχώµατος 09/04/2014 13
Διακρίνονται σε 6 κατηγορίες βάσει: Γενετικού υλικού Μονοπατιού σύνθεσης mrna (+ αλυσίδα = ιικό µύνηµα) (- αλυσίδα = παραγόµενο DNA DNA ιός (Ι) DNA ιός (ΙI) RNA ιός (ΙΙΙ) Περιέχουν ένα µόριο dsdna (SV40, pox, herpes) Περιέχουν ένα µόριο ssdna>dsdna>mrna (parvovirus) Περιέχουν dsrna (- RNA) > (+ RNA) RNA ιός (ΙV) Περιέχουν ssrna (+, mrna) -> µολυσµατικοί (-)>(+) RNA ιός (V) RNA ιός (VΙ) Περιέχουν ssrna (- RNA) > (+ RNA) ιός της γρίππης και χρησιµοποιεί έναν ιδιαίτερο µηχανισµό Περιέχουν ssrna (+ RNA) ρετροιοί. Η αντίστροφη µεταγραφάση +RNA > -ssdna >+dsdna dsdna ενσωµατώνεται στο DNA του ξενιστή, ογκογονίδια 09/04/2014 14
09/04/2014 15
09/04/2014 16
Περιέχουν ένα µόριο dsdna (SV40, pox, herpes) 09/04/2014 17
Περιέχουν ένα µόριο ssdna>dsdna>mrna (parvovirus) 09/04/2014 18
09/04/2014 19