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IL CICLO REPLICATIVO
       DEI VIRUS
FASI DELLA REPLICAZIONE VIRALE

                          2.   ATTACCO O ADSORBIMENTO
                          3.   PENETRAZIONE
                          4.   RIMOZIONE DEL CAPSIDE
                               (SCAPSIDAZIONE)
                          5.   ESPRESSIONE (TRASCRIZIONE,
                               TRADUZIONE) E REPLICAZIONE
                               DEL GENOMA VIRALE
                          6.   ASSEMBLAGGIO
                          7.   LIBERAZIONE DEL VIRIONE
                               MATURO




Ciclo replicativo: citoplasma
Ciclo replicativo: nucleo
1. ADSORBIMENTO
•   Avviene attraverso l’interazione fra molecole cellulari di superficie (recettori) e proteine (anti-
    recettori) sulla superficie del virus

•   Recettori: proteine (es.CD4 per HIV) o molecole ricche di carboidrati (es. virus dell’influenza)

•   In alcuni casi è richiesto un co-recettore

•   Anti-recettori: glicoproteine (per i virus con envelope) o proteine capsidiche (per i virus privi di
    envelope)

•   Il riconoscimento di specifici recettori determina il TROPISMO TISSUTALE
HIV, recettore,
co-recettore
2. PENETRAZIONE: VIRUS NUDI




                   Viropessi:
                   endocitosi
                   mediata da
                    recettore
2. PENETRAZIONE: VIRUS CON ENVELOPE




                     Fusione envelope virale
                         con membrana
                      plasmatica cellulare
• Some viruses have envelopes that are
  not derived from the plasma membrane.

• Herpesvirus has an envelop that is
  derived from the nuclear membrane.

• These become integrated into the host
  genome as a provirus. Once these
  viruses are acquired they tend to
  reoccur through out a person’s life.
3. SCAPSIDAZIONE
4. ESPRESSIONE E REPLICAZIONE
         DEL GENOMA VIRALE


• Sintesi dell’mRNA
• Sintesi delle proteine strutturali e non
  strutturali
• Replicazione dell’acido nucleico virale

• Meccanismi diversi a seconda del genoma
  virale: DNA o RNA
Virus a RNA

    1) RNA lineare a singolo filamento e a polarità positiva:
   Genoma infettante = capace di produrre particelle virali complete anche quando
                        privato di tutti i componenti proteici




Affinchè l’RNA virale sia copiato è necessaria la sintesi di RNApol-RNAdip
Replicazione nel citoplasma: utilizza solo enzimi virali e apparato sintesi
proteica cellula ospite
Virus a RNA

2) RNA lineare a singolo filamento e a polarità negativa:




    La trascrizione avviene grazie alla RNApolRNAdip virale
             veicolata dal virione insieme al genoma
Virus a RNA
    3) Retrovirus:




L’RNA(+) non viene immediatamente tradotto, ma funziona da stampo per la sintesi di
            cDNA e poi dsDNA ad opera della RT presente nel virione
  Il dsDNA migra nel nucleo e si integra nel genoma della cellula ospite dove può
                                      essere:
                    Completamente trascritto (infez. Produttiva)
                            Stabilire una infez. Latente
                  Possono essere espresse solo alcune proteine
15 ciclo replicativo virus
RETROVIRUSES
•   Most complicated
•   Genetic information flows in
    the reverse direction
•   Have the enzyme reverse
    transcriptase
    – Transcribes DNA from an
      RNA template
•   The newly made DNA than
    integrates as a provirus into
    the nucleus of the animal cell
•   The host’s RNA polymerase
    transcribes the virual DNA
    into RNA molecules.
Virus a DNA




La Trascrizione e replicazione del DNA sempre nel nucleo (tranne poxvirus)
5. ASSEMBLAGGIO
• avviene grazie alle interazioni proteina-proteina


• L’assemblaggio dei virioni ha inizio solo quando tutte le componenti
virali sono state sintetizzate in quantità sufficienti all’interno della cellula
ospite


• Localizzazione dell’assemblaggio è dipendente dal sito di replicazione
del virus




    Rappresentazione schematica dell’assemblaggio di un Picornavirus
6. LIBERAZIONE DEL VIRIONE
        MATURO (1)
6. LIBERAZIONE DEL VIRIONE
        MATURO (2)
•   Viruse e batteriofagi invade cells and use
    the host cell's machinery to synthesize
    more of their own macromolecules.

•   Once inside the host the bacteriophage or
    virus will either go into a Lytic Cycle -
    destroying the host cell during
    reproduction.
           or
•   It will go into a Lysogenic Cycle - a
    parasitic type of partnership with
    the cell
15 ciclo replicativo virus
The Lytic Cycle
Provirus



The Lysogenic Cycle
15 ciclo replicativo virus
15 ciclo replicativo virus
A provirus is a DNA virus that has been inserted into a
host cell chromosome.
Reproduction occurs using
      lytic or lysogenic cycles
• Lytic Cycle                     • Lysogenic Cycle
  – Culmina con la lisi             – Replicazione del
    cellulare                         genoma virale senza
                                      distruzione cellulare.
  – Virus Virulenti si
    riproducono solo
    attraverso il ciclo litico.     – Un virus temperato
                                      può riprodursi con
                                      entrambi i cicli.
  – La selezione naturale
    favorisce le mutazioni
    batteriche a carico di
    recettori per particolari
    fagi.
15 ciclo replicativo virus
The lambda phage which infects E. coli
demonstrates the cycles of a temperate phage.

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15 ciclo replicativo virus

  • 2. FASI DELLA REPLICAZIONE VIRALE 2. ATTACCO O ADSORBIMENTO 3. PENETRAZIONE 4. RIMOZIONE DEL CAPSIDE (SCAPSIDAZIONE) 5. ESPRESSIONE (TRASCRIZIONE, TRADUZIONE) E REPLICAZIONE DEL GENOMA VIRALE 6. ASSEMBLAGGIO 7. LIBERAZIONE DEL VIRIONE MATURO Ciclo replicativo: citoplasma
  • 4. 1. ADSORBIMENTO • Avviene attraverso l’interazione fra molecole cellulari di superficie (recettori) e proteine (anti- recettori) sulla superficie del virus • Recettori: proteine (es.CD4 per HIV) o molecole ricche di carboidrati (es. virus dell’influenza) • In alcuni casi è richiesto un co-recettore • Anti-recettori: glicoproteine (per i virus con envelope) o proteine capsidiche (per i virus privi di envelope) • Il riconoscimento di specifici recettori determina il TROPISMO TISSUTALE
  • 6. 2. PENETRAZIONE: VIRUS NUDI Viropessi: endocitosi mediata da recettore
  • 7. 2. PENETRAZIONE: VIRUS CON ENVELOPE Fusione envelope virale con membrana plasmatica cellulare
  • 8. • Some viruses have envelopes that are not derived from the plasma membrane. • Herpesvirus has an envelop that is derived from the nuclear membrane. • These become integrated into the host genome as a provirus. Once these viruses are acquired they tend to reoccur through out a person’s life.
  • 10. 4. ESPRESSIONE E REPLICAZIONE DEL GENOMA VIRALE • Sintesi dell’mRNA • Sintesi delle proteine strutturali e non strutturali • Replicazione dell’acido nucleico virale • Meccanismi diversi a seconda del genoma virale: DNA o RNA
  • 11. Virus a RNA 1) RNA lineare a singolo filamento e a polarità positiva: Genoma infettante = capace di produrre particelle virali complete anche quando privato di tutti i componenti proteici Affinchè l’RNA virale sia copiato è necessaria la sintesi di RNApol-RNAdip Replicazione nel citoplasma: utilizza solo enzimi virali e apparato sintesi proteica cellula ospite
  • 12. Virus a RNA 2) RNA lineare a singolo filamento e a polarità negativa: La trascrizione avviene grazie alla RNApolRNAdip virale veicolata dal virione insieme al genoma
  • 13. Virus a RNA 3) Retrovirus: L’RNA(+) non viene immediatamente tradotto, ma funziona da stampo per la sintesi di cDNA e poi dsDNA ad opera della RT presente nel virione Il dsDNA migra nel nucleo e si integra nel genoma della cellula ospite dove può essere: Completamente trascritto (infez. Produttiva) Stabilire una infez. Latente Possono essere espresse solo alcune proteine
  • 15. RETROVIRUSES • Most complicated • Genetic information flows in the reverse direction • Have the enzyme reverse transcriptase – Transcribes DNA from an RNA template • The newly made DNA than integrates as a provirus into the nucleus of the animal cell • The host’s RNA polymerase transcribes the virual DNA into RNA molecules.
  • 16. Virus a DNA La Trascrizione e replicazione del DNA sempre nel nucleo (tranne poxvirus)
  • 17. 5. ASSEMBLAGGIO • avviene grazie alle interazioni proteina-proteina • L’assemblaggio dei virioni ha inizio solo quando tutte le componenti virali sono state sintetizzate in quantità sufficienti all’interno della cellula ospite • Localizzazione dell’assemblaggio è dipendente dal sito di replicazione del virus Rappresentazione schematica dell’assemblaggio di un Picornavirus
  • 18. 6. LIBERAZIONE DEL VIRIONE MATURO (1)
  • 19. 6. LIBERAZIONE DEL VIRIONE MATURO (2)
  • 20. • Viruse e batteriofagi invade cells and use the host cell's machinery to synthesize more of their own macromolecules. • Once inside the host the bacteriophage or virus will either go into a Lytic Cycle - destroying the host cell during reproduction. or • It will go into a Lysogenic Cycle - a parasitic type of partnership with the cell
  • 26. A provirus is a DNA virus that has been inserted into a host cell chromosome.
  • 27. Reproduction occurs using lytic or lysogenic cycles • Lytic Cycle • Lysogenic Cycle – Culmina con la lisi – Replicazione del cellulare genoma virale senza distruzione cellulare. – Virus Virulenti si riproducono solo attraverso il ciclo litico. – Un virus temperato può riprodursi con entrambi i cicli. – La selezione naturale favorisce le mutazioni batteriche a carico di recettori per particolari fagi.
  • 29. The lambda phage which infects E. coli demonstrates the cycles of a temperate phage.