נגיפים viruses
Download
Report
Transcript נגיפים viruses
נגיפים
viruses
נגיפים מלשון מגיפה
וירוס פרוש מילולי רעל ,ארס.
נמצא בנוזל מסונן של נגיף מוזאיקת הטבק.
הנגיף הוא פרזיט מוחלט ,ללא אנזימים או מנגנונים
הדרושים למטבוליזים או להתרבות.
משתמשים במנגנוני הגוף.
בקטריופאג'ים -אוכלי חיידקים
קלסיפיקציה -מבוססת על המחלה הנגרמת ע"י הנגיף.
השוואה בין וירוסים לחיידקים
מאפיינים
וירוסים ()Viruses
חיידקים ()Bacteria
חומר תורשתי
קיים (דנ"א /רנ"א)
300-20ננומטר
קיים (דנ"א)
2-0.5מיקרומטר
(לא ניתן לראותם
במיקרוסקופ אור)
(ניתן לראותם במיקרוסקופ
אור)
לא קיימת
קיימת
קיימת
קיימת
(שכפול החומר התורשתי
ועטיפתו בקופסית) *
(חלוקת תא לשניים)
טפילים מוחלטים
טפילים חלקיים
גודל
גדילה
התרבות
עצמאות
* ההתרבות מתקיימת אך ורך בתוך תא חי (תא מאכסן -תא פונדקאי)
השוואה בין וירוסים לחיידקים
(המשך)
מאפיינים
וירוסים ()Viruses
חיידקים ()Bacteria
ייצור חלבונים
קיים *
קיים
תנועה
לא קיימת
קיימת
מיון
לפי התא המאכסן
דרכי טיפול
במחלה
חיסון מונע ,חיזוק
מערכת החיסון ,פגיעה
בהתפתחות הוירוס
לפי הסיסטמטיקה
הקלאסית
על ידי אנטיביוטיקה
* יצירת החלבונים מתקיימת בתוך תא חי (תא מאכסן -תא פונדקאי) תוך שימוש במנגנוני התא.
מחלה ויראלית או בקטריאלית ?
•
•
•
•
•
•
•
•
אנטרקס
חצבת
דלקת קרום המוח
אדמת
אבעבועות רוח
דלקת ריאות
אנגינה
שיתוק ילדים (פוליו)
•
•
•
•
•
•
שעלת
הפה והטלפיים בבקר
שפעת
איידס
חזרת
דיזינטריה
מחלה ויראלית או בקטריאלית ?
•
•
•
•
•
•
•
•
אנטרקס -בקטריאלי
חצבת -ויראלי
דלקת קרום המוח-
בקטריאלי ויראלי
אדמת -ויראלי
אבעבועות רוח -ויראלי
דלקת ריאות -בקטריאלי
אנגינה -בקטריאלי
שיתוק ילדים (פוליו)-
ויראלי
•
•
•
•
•
•
שעלת -ויראלי
הפה והטלפיים בבקר-
בקטריאלי
שפעת -ויראלי
איידס -ויראלי
חזרת -ויראלי
דיזינטריה -בקטריאלי
נגיפים בהיסטוריה
• בני האדם הקדמונים היו מודעים
להשפעות של הנגיפים.
• שימוש בגופות במלחמות
• בני האדם הקדמונים נהגו לערוך
ניסויים בנושא הגורמים
והמניעה של מחלות ויראליות
פרעה רעמסס ה5 -
• פרעה רעמסס ה 5-מת ב1,196 -
לפני הספירה
ממחלת אבעבועות השחורות.
• הוכחה לכך היא שמומיתו נמצאה
עם פצעים שהושוו לחולים של
ימינו
צורות שונות של נגיפים
המשותף לצורות השונות:
•
•
•
•
•
חומר תורשתי (גנומי) -דנ"א
או רנ"א
קופסית -מבנה חלבוני.
מעטפת חיצונית( -לחלקם)
שומנים וחלבונים
אנזימים
ראש ,צוואר ,זנב ,ולוחות
בסיס (בקטריופאג'ים)
הקופסית ((Capsid
• מבנה חלבוני המקיף את החומר התורשתי
• הקופסית מקנה לנגיף את צורתו האופיינית
• החומר התורשתי ביחד עם הקופסית נקראת נוקלאוקפסיד
• הקופסית מגנה על החומר התורשתי מפני השפעות הסביבה
• לקופסית תפקיד בתהליכי התקשרות וחדירה לתא המאכסן
המעטפת ()Envelope
• נגיפים רבים מכילים מעטפת חלבונית שומנית העוטפת את
הקופסית
• נגיפים העטופים במעטפת נקראים נגיפים עטופים
• נגיפים חסרי מעטפת נקראים נגיפים ערומים
• ברוב המקרים נעטף הנוקלאוקפסיד במעטפת שמקורה בתא
המאכסן
• המעטפת מעורבת בהתקשרות הנגיף לתא המודבק (המאכסן)
החומר התורשתי
• מכילים דנ"א או רנ"א
(בניגוד ליצורים חיים אחרים)
• רוב גנום נגיפי הדנ"א מכילים
דנ"א דו-גדילי
• הגנום של נגיפי הדנ"א יכול
להיות קווי או מעגלי
• הגנום של נגיפי הרנ"א יכול
להיות דו-גדילי או חד-גדילי
נגיפי דנ"א
נגיפי הרנ"א
רנ"א ארוז בקופסית חלבונית
וירוס מוזאיקת הטבק ()TMV
חתך בנגיף
סכימה
תצלום ממיקרוסקופ אלקטרוני
שלבים בהדבקת תא בוירוס
מסלול ליזוגני (הוירוס מתון)
•
•
•
•
•
הוירוס נספח לתא
החומר התורשתי של הוירוס
חודר לתא
החומר הגנטי משתלב בגנום
התא
התא אינו נהרס
הוירוס המתון מסוגל להפוך
לאלים
מסלול ליטי (הוירוס אלים)
•
•
•
•
•
•
הוירוס נספח לתא
החומר התורשתי של הוירוס
חודר לתא
החומר התורשתי משוכפל
וגורם לתא המאכסן לייצר
חלבונים לוירוס
החומר התורשתי והחלבונים
מתחברים לוירוסים שלמים
התא המאכסן מומס והוירוסים
פורצים מתוכו
תא המאכסן נהרס
מסלול ליטי ומסלול ליזוגני
מחזור החיים/ההתרבות של הוירוסים
ניתן לחלק את מחזור ההתרבות של הוירוסים לחמישה שלבים:
)1ספיחה של הנגיף לשטח הפנים של התא המאכסן.
)2חדירה של הנגיף לתא .חדירה של הגנום בלבד תוך כדי השלת
הקופסית /חדירה עם הקופסית וללא המעטפת והשלת הקופסית בתא
(התפשטות).
א .שכפול
)3סינתזה -בניה של מרכיבי הנגיף .מורכב משני שלבים:
הגנום הנגיפי .ב .התבטאות הגנום -תעתוק וסינתזה של חלבונים.
)4הבשלה -הרכבת הוויריונים מהגנום והחלבונים .הרכבת הקופסית
החלבונית מן החלבונים הבודדים וצירוף חומצת הגרעין ,הגנום.
)5שיחרור הוויריונים מתא המאכסן .לעתים קרובות מלווה שחרור
הוויריונים בהרס של תא המאכסן.
בקטריופאז’ים -וירוסים של חיידקים
את מי זה מעניין שחיידקים נדבקים בוירוסים ?
בקטריופאז’ים (פאז’ים) הנם הוירוסים הנחקרים ביותר
מאז תחילת המאה כאשר הפאז’ים זוהו לראשונה ,דרך
שנות ה 30 -כאשר החלו לחקור אותם לעומק כמודל
לוירוסים ועד שימושם ככלי חשוב בביולוגיה מולקולרית
ובריפוי מחלות
הפאז’ים מאוד נפוצים בטבע ,כמו החיידקים
באקטריופאז’ )(T-even bacteriophage
•
•
•
•
•
•
קופסית חלבונית (ראש)
צוואר חלבוני
זנב -מורכב משכבה חלבונית חיצונית
דמוית קפיץ (אינה מחוברת לראש)
וצינור פנימי חלול הנקרא ליבה
(מחובר לראש באמצעות הצוואר)
לוחית בסיס -בצורת משושה אשר
בכל אחד מקודקודיו מצוי דרבן זנב
סיבי זנב יוצאים מהקודקודים
דנ”א דו-גדילי גדול יחסית
Adsorption
Penetration
Spontaneous Induction
Replication and Maturation
Release
הדבקת החיידק בפאז'
מחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ T
בחיידק - E. Coliסינתזה
• הסינתזה מתחילה מרגע שהדנ”א של הפאז’ נכנס לתא
החיידק ומשתלב בדנ”א שלו
• מתחילה סינתזה של חומצות גרעין וחלבונים נגיפיים ונפסקת
כליל סינתזת הדנ”א ,הרנ”א והחלבונים של החיידק
• הפאז’ משתמש באנזימים של החיידק כדי לשכפל את הדנ”א
שלו
מחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ T
בחיידק - E. Coliסינתזה
• הפאז' משתמש בחלבונים של החיידק לתעתוק ולתרגום של המידע
הנגיפי לאנזימים וחלבוני הקופסית
• בסוף שלב זה מפוזרים בתא החיידק חלקים שונים של הפאז’
מחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ T
בחיידק - E. Coliהבשלה
• האספות -הדנ”א של הפאז’ והקופסיות מתחברים ליצירת
ויריונים.
• חלקי הראש והזנב מתחברים בנפרד ואח”כ מתחברים
לקפסיד
מחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ T
בחיידק - E. Coliשחרור
השלב הסופי של התרבות החיידק הוא שחרור של הויריונים
מתא החיידק.
הדנ”א הנגיפי מקודד לאנזים הקרוי ליזוזים ,האחראי על פירוק
הדופן תא החיידק ומאפשר את שחרור הנגיפים.
משך הזמן שעובר משלב הספיחה ועד השחרור הוא בין 20ל-
40דקות.
מספר הויריונים המסונתזים בתא חיידק אחד הנו בין 50ל-
.200
מחזור ההתרבות של נגיפים אנימליים
ספיחה
)1ספיחהVirus Attachment to Host Cells -
כמו לבקטריופאז’ים ,גם לנגיפים אנימליים יש אתרי קישור
לקולטנים מתאימים על גבי שטח הפנים של התא המאכסן.
לנגיפים עטופים או ערומים יש מבנים שונים כגון ,חודים,
זיזים או שקעים הנקשרים לקולטנים ספציפיים על גבי תא
המאכסן .רגישות של התא המאחסן.
ספיחה
מחזור ההתרבות של נגיפים אנימליים
חדירה
)2חדירה -קיימים שני מנגנוני חדירת נגיף אנימלי לתא :אנדוציטוזה
( )endocytosisואיחוי ((fusion
חדירה מוצלחת לתא דורשת שהוירוס יעבור את הממברנה הפלסמטית
במקרים מסוימים הוירוס עובר גם את הממברנה הגרעינית.
אנדוציטוזה
•
(a
(b
(c
(d
מרבית הנגיפים חודרים לתא בשיטה זו.
התקשרות הנגיף לקולטן על פני שטח התא.
ממברנת התא יוצרת גומה לשם נכנס הנגיף.
הגומה מצפה את הנגיף ומתקפלת פנימה לתוך התא.
הגומה המצופה ,השלפוחית ,משחררת את הנגיף בתוך התא.
איחוי ()fusion
• המעטפת של הנגיף מתאחה עם
ממברנת התא המותקף.
• הנוקליאוקפסיד (חומצת הגרעין
עטופה בקופסית) משתחרר לתא.
מחזור ההתרבות של נגיפים אנימליים
(המשך)
)3סינתזה -לאחר שהנגיף השיל את הקופסית החלבונית שלו בתוך התא,
מתחיל שלב הסינתזה של מרכיבי הנגיף:
א .שכפול הגנום הנגיפי
ב .תעתוק הגנים הנגיפיים וסינתזה של חלבוני הנגיף
• רוב נגיפי-הדנ"א משכפלים את הדנ"א שלהם בגרעין על ידי האנזימים שלהם,
ומסנתזים את הקופסית שלהם וחלבונים אחרים בציטופלזמה על ידי אנזימים של התא
המאכסן .נגיפי ה RNA-יוצרים DNAבעזרת חלבון מיוחד .RT
• החלבונים חוזרים לגרעין ומתחברים עם הדנ"א החדש ליצירת ויריונים
)4שחרור -הויריונים נודדים לעבר ממברנת תא המאכסן ומשתחררים ממנה
אל מחוץ לתא ורוכשים את ממברנת התא.
מחזור התרבות של נגיף השפעת
מחזור התרבות של נגיף אנימלי בעל
דנ"א/רנ"א חד-גדילי
• DNA Polymeraseסינטזה
של DNAדו גדילי
•סינטזת DNAעל בסיס של
RNA
•סינטזת mRNAע"י RNA
Polymerase
•סינטזת חלבוני הנגיף
• גידול נגיפים במעבדה:
– תרביות תאים
• מוקדים נגיפיים plaque
• הדבקות בבני אדם
–
–
–
–
–
–
עיניים
עור פגוע (שריטה ,כוויה)
פה
דרכי הנשימה
מערכת המין ,השתן ,פי
הטבעת
חרקים
–חרקים כמו yelow fever
–דם ומוצרי דם כמו HBV,
HIV, HCV, HTLV
–העברה טרום לידתית כמו
HBV, HIV, HCV, rubela
–העברה בלידה כמו HSV
סוגי הדבקות בבני אדם
acute infection • מחלה חריפה
influenza, mumps, parainfluenza, rotavirus, –
hepatitis A, small pox
latent infection "• מחלה "רדומה
Herpes, polio –
chronic infection • מחלה כרונית
Hepatitis B, Hepatitis C, meseals –
oncogenic infection • מחלה אונקולוגית
RSV, HBV, HTLV I/II, EBV, HPV –
מיקרואורגניזמים אאוקריוטיים
• פטריות – fungi
• פרוטוזואה – protozoa
• תולעים – worms
פטריות – fungi
• ההדבקות אופורטיוניסטיות
• לתאים יש דופן (אין פוטוסינתזה)
• תאים יציבים מאוד
• מחולקים לשמרים ,yeasts -ולעובשים molds -
הדבקות פטריטיות mycosis
• הנפגעים העיקריים הם אנשים בעלי חסר חיסוני:
– מושתלי אברים /מח עצם
– חולי לאוקמיה /לימפומה
– חולי AIDS
• צורת ההדבקה:
–
–
–
–
שטחית – superficial
עורית – coetaneous
תת עורית – subcutaneous
כללית systemic -
Candida albicans
•
•
•
•
נמצאת גם בפלורה טיבעית אבל הופכת אלימה בגלל תנאי
סביבה
הדבקה של קרומים ריריים mucosaבעיקר בפה בווגינה
בצנטרים פתוחים ,ובאצבעות הרגליים
בעיקר אצל מטופלי סטרואידים ,אנטיביוטיקה ארוכה,
אצל חולי סוכרת ,חוסר איזון הורמונאלי ,הריון ,שינוי
.pH
ריפוי קשה וממושך
שמריםyeasts -
• חד תאיים
• גדולים מחיידקים
• מכילים אברונים תוך תאיים
• יכולים לגדול כתאים בודדים או כקורים
• ריבוי ע"י הנצה ) (buddingובמצבים קשים ריבוי מיני
עובשים – molds
• יוצרים מבנים קוריים מתפצלים
• ריבוי ע"י נבגים המתפזרים באוויר
• לעיתים התאים הבוגרים מכילים גרעינים
פרוטוזואה – protozoa
• חד תאיים אאוקריוטיים )(20- 50 mm
• חסרי דופן
• מכילים אברונים תוך תאיים
• אמבות
–
–
–
–
–
חסרות צורה
נעות על רגל מדומה
גורמות לדלקות מעיים ושילשולים
Ulcerative colitis
דימומים והפרשות מוגלה
• טריכנומה
– בעלי שוטונים
– נמצאות במעיים או בווגינה
• טריפנוזומה
– מועברים ע"י חרקים
– נפוצים באפריקה
– גורמים למחלת השינה
– פוגעים במערכת העצבים
– גורמים ל comaולמוות
• פלסמודיום
– גורם המלריה
– מועבר ע"י חרקים או דקירה
– מתרבים בתאי דם אדומים
תולעים – worms
• הדבקות בתנאי חיים נמוכים
• לחלקם מחזור חיים המערב
יותר ממאכסן אחד
• Tapeworms
– בעלי ראש המכיל קרס הנאחז במוקוזה
– הגוף מחולק לסגמנטים
– בכל סגמנט אברי רביה זכריים
ונקביים וכושר הטלת ביצים
• Flukes
– מדביקים בעיקר את הראות והכבד
– לעיתים מצויים בדם
פריונים
ּפריון ( )Prionהוא חלבון זעיר אשר
עלול לגרום למחלות
המושג הינו שיבוש של ראשי תיבות
באנגלית של Proteinacious -
"( infectious particleחלקיק חלבוני
זיהומי").
פריונים גורמים לסדרת מחלות ניווניות
של המוח בכמה יונקים ,ובכללם האדם .כל
מחלות הפריונים גורמות בסופו של דבר
למוות ,והן חשוכות מרפא .כל מחלות
הפריונים באדם נדירות מאוד
מחלות הנגרמות ע"י פריונים
sheep Scrapie
transmissible mink encephalopathy TME
chronic wasting disease CWD
bovine spongiform encephalopathy BSE
Humans are also susceptible to several prion diseases
Creutzfeld-Jacob Disease :CJD
Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrome :GSS
Fatal familial Insomnia :FFI
Kuru
Alpers Syndrome
מחלות פריונים
מחלות פריונים )transmissible
(spongiform encephalopathiesמשפחה
של מחלות נדירות המתפתחות לאט וגורמות
לנזק נוירוני.
הן מאופיינות בזמן אינקובציה ארוך מאוד,
וגורמות לשינויים ספוגיים במח.
הגורם ,פריון ,הוא חלבון לא תקין הגורם
לקיפול לא תקין של פריונים תאיים במח.
הגורמים לנזק מוחי ולהתאפיינות הסימפטומטית
של המחלה.
מחלות פריונים מהירות וכולן גורמות למוות.