Virusdefinitie

een virus is een keten van nucleïnezuren (DNA of RNA) die in een gastcel leeft, delen van de cellulaire machines gebruikt om zich te reproduceren en de gerepliceerde nucleïnezuurketens afgeeft om meer cellen te infecteren. Een virus wordt vaak gehuisvest in een eiwitlaag of eiwitenvelop, een beschermende dekking die het virus toestaat om tussen gastheren te overleven.

Virusstructuur

een virus kan verschillende structuren aannemen. Het kleinste virus is slechts 17 nanometer, nauwelijks langer dan een gemiddeld eiwit. Het grootste virus is bijna duizend keer zo groot, met 1500 nanometer. Dit is echt klein. Een mensenhaar is ongeveer 20.000 nanometer breed. Dit betekent dat de meeste virusdeeltjes ver buiten het vermogen van een normale lichtmicroscoop liggen. Hieronder is een scanning elektronenmicroscoop (SEM) beeld van het ebolavirus.

Hier kunt u alleen de eiwitlaag van het ebolavirus zien. Elk virus ziet eruit als een kleine gebogen worm. Dit zijn echter geen cellen. De binnenkant van de eiwitlaag is een zorgvuldig gevouwen molecule van RNA, die de informatie bevat die nodig is om de eiwitlaag, de molecule van RNA, en de componenten te repliceren die nodig zijn om de natuurlijke processen van een cel te kapen om deze taken te voltooien.

de exacte structuur van een virus is afhankelijk van welke soort als gastheer dient. Een virus dat zich vermenigvuldigt in zoogdiercellen zal een eiwitlaag hebben waardoor het zich aan zoogdiercellen kan hechten en infiltreren. De vorm, structuur, en functie van deze proteã NEN verandert afhankelijk van de species van virus. Een typisch virus is hieronder te zien.

het bovenstaande virus toont de typische structuur van een virus, een viraal genoom omgeven door een schild van eiwitten. De diverse envelopproteã nen zullen het virus toelaten om met de gastheercel in wisselwerking te staan het vindt. Een deel van de eiwitlaag zal dan openen, door het celmembraan prikken, en het virale genoom binnen de cel deponeren. De eiwitlaag kan dan worden verworpen, aangezien het virale genoom zich nu binnen de gastheercel zal herhalen. De gerepliceerde virusmolecules worden verpakt in hun eigen eiwitlagen, en worden vrijgegeven in het milieu om een andere gastheer te vinden. Terwijl veel virusdeeltjes een eenvoudige vorm krijgen zoals hierboven, zijn sommige veel ingewikkelder.

bovenstaande afbeelding toont een faag, een type virus dat gespecialiseerd is op bacteriële cellen. De eiwitlaag van een faag is veel complexer en heeft een verscheidenheid aan gespecialiseerde delen. Het hoofdgedeelte bevat het virale genoom. De kraag, schede, grondplaat, en staartvezels maken deel uit van een ingewikkeld systeem om aan het genoom in een bacteriële cel te hechten en in te spuiten. De staartvezels grijpen de bacteriële cel, trekken de grondplaat tot aan de celwand of het membraan. De schede en kraag comprimeren, prikken de cel, en deponeren het DNA in de bacteriële cel.

sommige virusmoleculen hebben geen enkele proteïnelaag of zijn nooit geïdentificeerd tijdens het maken ervan. Bij sommige plant virussoorten wordt het virus van cel naar cel binnen de plant doorgegeven. Wanneer er zaden in de plant worden gemaakt, verspreidt het virus zich naar de zaden. Op deze manier kan het virus leven in cellen zijn hele bestaan, en nooit een eiwitlaag nodig om het te beschermen in het milieu. Andere virusmolecules hebben nog grotere en complexere eiwitlagen, en specialiseren zich op diverse gastheren.

leeft een Virus?

Dit is een ingewikkelde vraag. Een cel wordt beschouwd als levend omdat het alle noodzakelijke componenten bevat om zijn DNA te repliceren, te groeien, en in nieuwe cellen te verdelen. Dit is het proces dat al het leven neemt, waar het een eencellig organisme of een meercellig organisme is. Sommige mensen beschouwen een virus niet als levend omdat een virus niet alle mechanismen bevat die nodig zijn om zichzelf te repliceren. Ze zouden zeggen dat een virus, zonder een gastheercel, niet kan repliceren op zichzelf en is daarom niet in leven.

toch lijkt het, volgens de definitie van leven, dat wanneer een virus zich in een gastheercel bevindt, het alle machines heeft die het nodig heeft om te overleven. De proteïne coat het bestaat in buiten een cel is het equivalent van een bacteriële spore, een kleine capsule bacteriën vormen om zich heen om barre omstandigheden te overleven. Wetenschappers die een virus ondersteunen dat een levend organisme is, merken de gelijkenis op tussen een virus in een eiwitlaag en een bacteriële spore. Geen van beide organismen is actief binnen hun beschermende vacht, ze worden alleen actief wanneer ze gunstige omstandigheden bereiken.

in feite is de enige reden dat een virus ons beïnvloedt, omdat het actief wordt in onze cellen. Verder, een virus heeft de neiging om te evolueren met zijn gastheer. De meeste gevaarlijke virussen zijn onlangs naar een nieuwe soort gesprongen. De biochemie die zij ontwikkelden om binnen de andere species te leven is niet verenigbaar met de nieuwe species, en celschade en dood optreden. Dit veroorzaakt een aantal reacties, afhankelijk van welke cellen werden geïnfecteerd. Het HIV-virus valt bijvoorbeeld uitsluitend immuuncellen aan. Dit leidt tot een totaal verlies van immuunfunctie bij patiënten. Met het virus veroorzaakt de verkoudheid, het virus aanvallen ademhalingscellen en beschadigt hen als het zijn werk doet.

toch zullen niet alle virusinfecties schadelijk zijn voor de gastheer. Een virus dat de gastheer doodt zal na verloop van tijd minder succesvol zijn, vergeleken met een virus dat de gastheer niet schaadt. Een gezonde gastheer verhoogt het aantal virusmoleculen dat vrijkomt in het milieu, wat het uiteindelijke doel van het virus is. In feite kunnen sommige virusdeeltjes de gastheer ten goede komen. Een goed voorbeeld is een vorm van herpesvirus, gevonden in muizen. Dit virus, terwijl het infecteert een muis, biedt de muis met een goede verdediging tegen de bacteriën die de pest dragen. Hoewel het mechanisme niet duidelijk is, voorkomt het virus op de een of andere manier dat de bacterie zich in het systeem van de muis grijpt.

in dit licht is het gemakkelijk te zien hoe een virus erg lijkt op een bacterie. De bacterie creëert en onderhoudt de middelen die nodig zijn om DNA te reproduceren, waar het virus ze steelt. Dit is het enige echte verschil tussen een virus en een bacterie. Daarom beschouwen veel wetenschappers een virus als een levend organisme. Wetenschappers die virussen bestuderen, virologen, merken op dat virusdeeltjes (al dan niet levend) met het leven zijn geëvolueerd, waarschijnlijk zolang de eerste cellen aanwezig waren. Hierdoor is er een virus dat zich specialiseert op bijna elke soort op de planeet.

Virusclassificatie

wetenschappers classificeren virussen op basis van de manier waarop zij hun genoom repliceren. Sommige virusgenomen zijn gemaakt van RNA, andere zijn gemaakt van DNA. Sommige virussen gebruiken een enkele streng, andere een dubbele streng. De complexiteit die betrokken is bij het repliceren en verpakken van deze verschillende moleculen plaatst virussen in zeven verschillende categorieën.

klasse I virus genomen zijn gemaakt van dubbelstrengs DNA, hetzelfde als het menselijk genoom. Dit maakt het gemakkelijk voor deze virusmoleculen om de natuurlijke machinerie van de cel te gebruiken om proteã nen van het virusdna te produceren. Echter, om de polymerase van DNA (het molecuul dat DNA kopieert) actief te zijn, moet de cel zich delen. Sommige klasse I virusmolecules omvatten secties van DNA die de cel actief beginnen te verdelen maken. Deze virusmoleculen kunnen leiden tot kanker. Humaan papillomavirus is een seksueel overdraagbare Klasse I virus, en kan baarmoederhalskanker veroorzaken.

een klasse II-virus bevat slechts één enkele DNA-streng. Alvorens het door de polymeraseenzymen van DNA van de gastheer kan worden gelezen, moet het in dubbel vastgelopen DNA worden omgezet. Het doet dit door histones van de gastheercel (de proteã nen van DNA) en de polymerase van DNA te kapen. In plaats van te wachten op de cel om het te verdelen of te dwingen, bevat klasse II virusdna codering voor een proteã ne genoemd Rep.dit replicatieenzym herhaalt het originele single-stranded virusgenoom. Andere proteã nen worden gecreeerd van DNA en gebruikt om eiwitlagen met de cellulaire machines tot stand te brengen. Single-stranded DNA wordt dan verpakt in deze eiwitlagen, en nieuwe viruspakketten worden gecreeerd.

klasse III-virusgenomen worden gecreëerd uit dubbelstrengs RNA. Hoewel dit ongebruikelijk is, komen deze viruspakketten met hun eigen eiwit, RNA-polymerase. Deze proteã ne kan boodschappersRNA (mRNA) van het double-stranded virusrna tot stand brengen. Het virusrna blijft daarom binnen de viruscapsule, en slechts mRNA gaat het cytoplasma van de gastheer in. Hier, mRNA wordt omgezet in proteã nen, waarvan sommige meer polymerase van RNA omvatten. Deze polymerase van RNA leidt tot nieuw double-stranded RNA, dat door de proteã nen wordt ingekapseld en van de cel wordt vrijgegeven.

klasse IV virussen zijn single-stranded RNA, bijna identiek aan mRNA geproduceerd door de gastheercel. Met deze virussen wordt de gehele eiwitlaag overspoeld door een niet-geïnfecteerde gastheercel. Het kleine genoom van RNA ontsnapt aan de eiwitlaag, en maakt zijn weg in het cytoplasma. Dit één mRNA-als bundel codes voor een groot polyprotein, dat door de gastheren ribosomen zal worden gecreeerd. Het polyprotein breekt van nature in verschillende delen. Sommigen creëren eiwitlagen, terwijl anderen de originele bundel van viraal RNA lezen en herhalen. Het virus blijft zich vermenigvuldigen en nieuwe, volledig verpakte virusdeeltjes creëren. Wanneer de cel volledig vol is, scheurt deze en geeft de virusdeeltjes vrij in het bloed of de omgeving. Uit één enkele cel kunnen maximaal 10.000 virusdeeltjes vrijkomen.

De virusgenomen in klasse V zijn ook single-stranded RNA. Nochtans, lopen zij in de tegenovergestelde richting van normale mRNA. Daarom kunnen de machines van de cel ze niet direct lezen. Deze virusmoleculen bevatten een RNA-polymerasemolecuul dat omgekeerd kan worden gelezen. Deze virusmoleculen hebben grote capsules, omgeven door celmembraan en eiwitten. Wanneer het virus een cel nadert, binden zijn membraanproteã nen met de cel, en het wordt getrokken in het cytoplasma. Hier breekt het uit elkaar, waardoor het achterstevoren viraal RNA en bijbehorende eiwitten vrijkomt. Deze kleine complexen produceren regelmatig mRNA, waardoor nieuwe viruscomplexen ontstaan. Deze onvoltooide complexen bewegen zich aan de celoppervlakte, waar zij het celmembraan met proteã NEN leiden die zij creëren. Wanneer ze klaar zijn, wikkelen ze zich in dit membraan, en scheuren weg van de cel.

klasse VI virus genomen zijn hetzelfde als klasse V, maar ze gebruiken een andere methode om te repliceren. Klasse VI virusdeeltjes worden retrovirussen genoemd. In plaats van mRNA te creëren uit het virale RNA, werken deze virusmolecules met een ander eiwit. Bekend als reverse transcriptase, dit enzym is in staat om DNA te creëren van het virus RNA. Daarbij wordt viraal RNA omgezet in dubbelstrengs DNA. Dit DNA produceert dan nieuw virus. Het DNA kan met het gastheerdna opnemen, en door dit te doen endogenized worden. Dit betekent dat het DNA in de cel blijft zolang de cel leeft. Als de cel in een kiemlijn, zoals een sperma of ei wordt gevonden, zal het virus permanent een deel van het genoom van de gastheer worden. Men schat dat 5-8% van het menselijke genoom over retrovirus DNA wordt achtergelaten.

De laatste klasse, Klasse VII, omvat de pararetrovirussen. Gelijkaardig aan klasse VI, gebruiken deze virusgenomen omgekeerde transcriptase. Nochtans, zijn deze virusgenomen pakket als DNA, niet RNA. Deze virussen nemen zich direct in het gastheergenoom in, dat het virale DNA in RNA begint te transponeren. Het grootste deel van dit RNA zal mRNA zijn, gebruikt om een polyprotein te creëren. Een deel van het polyprotein is reverse transcriptase. Deze omgekeerde transcriptase werkt op stukken van RNA als pregenome wordt bekend die. Het leest deze RNA-moleculen en produceert het originele virus-DNA. Dit wordt vervolgens verpakt in virale eiwitlagen. Klasse VII virussen worden vaak gevonden in planten, en kunnen reizen tussen cellen met behulp van de plasmodesmata, of ze kunnen worden gedragen door herbivore insecten die zich voeden op de planten. Bladluizen dragen veel plantenziekten, omdat hun slurf de celwanden van planten doorboort en ze het cytoplasma drinken.

voorbeelden van een virus

poliovirus

het poliovirus, dat president Franklin Roosevelt kreupel maakte, is een klasse III virus. Dit dubbelstrengs RNA-virus codeert voor 12 eiwitten. Als andere klasse III virus genomen, reproduceert het door mRNA bundels in cytosol van gastheercellen vrij te geven, die voor nieuwe virusmolecules coderen. Interessant genoeg was het poliovirus niet dodelijk, totdat mensen hun water begonnen te behandelen. Voor gechloreerd water overleefde polio in de meeste waterbronnen. Zo werden de meeste baby ‘ s direct blootgesteld aan polio.

bij zuigelingen zijn er gewoonlijk geen symptomen van polio en het immuunsysteem reageert op het virus. Echter, nadat gechloreerd water was vastgesteld, ondervonden de meeste kinderen Geen polio. De ziekte werd echter niet uitgeroeid. Veel mensen werden op volwassen leeftijd blootgesteld aan pockets van polio die nog steeds voortduurden. Deze mensen leden sterk aan de ziekte, omdat het immuunsysteem er niet snel genoeg op reageerde. Net als FDR, waren ze meestal permanent kreupel door de effecten van het virus op de gezondheid van de botten. Gelukkig is het vaccin voor polio, een van de eerste ooit gemaakt, gemakkelijk gemaakt van het doden van levend poliovirus met warmte. De dode eiwitlagen zorgen ervoor dat het lichaam immuun is voor het virus, zonder dat cellen worden geïnfecteerd.

rabiësvirus

het rabiësvirus is een klasse V-virus, met een kogelvormige eiwitlaag. Dit virus is gemaakt van lineair, single-stranded RNA. Het rabiësvirus genoom codeert voor vijf eiwitten, van 12.000 nucleotiden. Interessant is dat de symptomen van hondsdolheid bij veel dieren onder meer verhoogde agressie. Deze eigenschap, veroorzaakt door waar de virusaanvallen en de schade die het veroorzaakt, zorgt ervoor dat dieren andere dieren vaker bijten dan ze normaal zouden doen. De verzamelde rabiësvirusdeeltjes hopen zich op in het speeksel. Dus, wanneer een besmet dier bijt een ander het virus wordt doorgegeven aan het nieuwe dier.

rabiësvirus is bijna altijd fataal bij mensen, indien niet onmiddellijk behandeld. Jaarlijks worden er bijna 15 miljoen post-exposure vaccinaties gegeven voor hondsdolheid. Het vaccin laadt het lichaam in wezen met het dode virus, waardoor een grote immuunrespons tegen het virus mogelijk is. Dit kan het virus stoppen voordat het wordt gevestigd in het systeem. Als dit gebeurt, is er weinig kans op herstel. Honden worden vaak gevaccineerd pre-exposure, die een algemene bescherming biedt aan hun eigenaren op de kans dat ze worden gebeten door een dier besmet met het virus.

Quiz

1. Welk van de volgende klassen van het virusgenoom kan rechtstreeks door cellulaire machines worden gereproduceerd?
A. Klasse I
B. klasse III
C. Klasse VI

2. Menselijk Rhinovirus a veroorzaakt de verkoudheid. Het genoom van rhinovirus is single-stranded RNA, gelijkaardig aan mRNAs geproduceerd door de gastheercel. Tot welke klasse behoort rhinovirus?
A. Klasse VII
B. klasse II
C. Klasse IV

3. Je vriend beweert dat virussen hetzelfde zijn als allergieën, omdat beide ervoor zorgen dat zijn neus loopt. Welke van de volgende zal je vriend overtuigen van het tegendeel?
A. alleen virussen veroorzaken een immuunreactie
B. een virus veroorzaakt niet alleen een reactie, het reproduceert zich in uw cellen
C. waarom argumenteren? Je vriend heeft gelijk.