Microbiologie
Paragraaf 26.1
Virussen zijn klein en eenvoudig van structuur. Een virus is een infectieus deeltje
dat uit weinig meer bestaat dan genen verpakt in een eiwitmantel. Zijn virussen
levend of niet-levend?
Virussen kan een groten verscheidenheid aan ziekten veroorzaken, er
werd gezegd dat virussen de eenvoudigste levende vormen waren. Echt kunnen
ze zich niet reproduceren of metabolische activiteiten uitvoeren buiten een
gastheercel. Biologen zijn het er over eens dat virussen niet levend zijn: maar ze
leven in een schaduwrijk gebied tussen levensvormen en chemicaliën. De
eenvoudigste zin die het samenvat: Virussen leiden een soort geleend leven.
De ontdekking van virussen: wetenschappelijk onderzoek
Ontdekking van virussen begon 1883. Adolf Mayer bestudeerde de ziekte
tabaksmozaïek, dit belemmert de groei van tabaksplanten, de bladeren krijgen
een gevlekte kleur. De ziekte kon overgebracht worden door sap uit zieke
bladeren op gezonde planten te wrijven. Hij suggereerden dat de ziekte werd
veroorzaakt door ongewoon kleine bacteriën die onzichtbaar waren onder een
microscoop. Deze hypothese werd door Ivanowsky, die sap van geïnfecteerde
tabaksbladeren door een filter liet gaan dat was ontworpen om bacteriën te
verwijderen. Na filtratie produceerde het sap nog steeds mozaïekziekte.
Ivanowsky redeneerde dat de bacteriën misschien klein genoeg waren om
door het filter te gaan, of dat ze een gifstof maakten die dat wel kon. Het laatste
werd uitgesloten: het infectieuze agens in het gefilterde sap kon zich
vermenigvuldigen In feite repliceerde de ziekteverwekker alleen binnen de
gastheer die hij besmette. In een onderzoek van Beijerinck werd er aangetoond
dat deze ziekte niet kon worden gekweekt op een voedingsbodem. Hij
veronderstelde dat het replicerende deeltje veel kleiner was dan een bacterie, dit
was de eerste verwoording voor het concept ‘virus’. 1935: het deeltje werd door
Stanley gekristalliseerd. De virussen werden nu waargenomen door
elektronenmicroscoop.
Structuur van virussen
Kleinste virussen, diameter van 20nm. Grootste virus, diameter van 1.500 nm.
Deze is nauwelijks zichtbaar onder de lichtmicroscoop. Stanley's ontdekking van
virussen kristalliseren was verwarrend. Zelfs de eenvoudigste cellen kunnen niet
samenklonteren tot gewone kristallen. Dus zijn virussen geen cellen? De
structuur van een virus, het is een infectieus deeltje dat bestaat uit één of
meerdere moleculen van een nucleïnezuur, ingesloten in een eiwitmantel en, bij
sommige virussen, omgeven door een vliezige envelop.
De moleculaire biologie is voor een groot deel ontstaan in de laboratoria van
biologen die virussen bestudeerden die bacteriën infecteren. Ze leverde het
bewijs dat genen zijn gemaakt van nucleïnezuren, dit was van cruciaal belang bij
het uitwerken van de moleculaire mechanismen van de fundamentele processen
van DNA-replicatie, transcriptie en translatie.
Virale genomen
Virussen hun genomen kunnen bestaan uit dubbelstrengs DNA, enkelstrengs
DNA, dubbelstrengs RNA of enkelstrengs RNA, afhankelijk van het type virus. Een
,Microbiologie
virus wordt een DNA-virus of een RNA-virus genoemd, gebaseerd op het soort
nucleïnezuur waaruit het genoom bestaat. Beide gevallen georganiseerd als een
enkel lineair of circulair nucleïnezuurmolecuul, (de genomen van sommige
virussen bestaan uit meerdere nucleïnezuurmoleculen). De kleinste bekende
virussen, 3 genen in genoom, grootse hebben er honderden tot 2.000 hebben.
Bacteriën 200 tot duizenden…
Capsiden en enveloppen
Capside = het eiwitomhulsel dat het virale
genoom omsluit. Afhankelijk van het type
virus kan de capside staafvormig, veelvlakkig
of complexer van vorm zijn. Capsomeren =
een groot aantal eiwitsubeenheden waaruit
capside zijn. Het aantal verschillende soorten
eiwitten in een capside is meestal klein. Er
zijn verschillende soorten vormen capsiden
die zorgen voor verschillende soorten
virussen:
- Spiraalvormige virussen: stijve,
staafvormige capside gerangschikt in
een helix.
- icosahedrale virussen / Adenovirussen:
eiwitmoleculen, gerangschikt in een veelvlakkige capside met twintig
driehoekige facetten: een icosaëder.
- Influenzavirussen: hebben een aanvullende structuur waarmee ze hun
gastheer infecteren. Een vliezige envelop omringt de capsiden. Deze virale
enveloppen, die zijn afgeleid van de membranen van de gastheercel,
bevatten fosfolipiden en membraaneiwitten van de gastheercel. Ze
bevatten ook eiwitten en glycoproteïnen van virale oorsprong.
(Glycoproteïnen zijn eiwitten met koolhydraten covalent gebonden.)
Sommige virussen dragen enkele virale enzymen, zoals virale polymerase,
in hun capsiden.
- Bacteriofagen (fagen): hebben complexe capsiden. Eerst ontdekte fagen
zijn de zeven (T1, T2 etc) die E.coli infecteerde. De 'T-even'-fagen (T2, T4
en T6) zijn qua structuur vergelijkbaar. Hun capsiden hebben langwerpige
icosahedrale koppen die hun DNA omsluiten. Aan de kop zit een
eiwitstaartstuk met vezels vast waarmee de fagen zich aan een
bacteriecel hechten.
, Microbiologie
Paragraaf 26.2
Virussen missen metabolische enzymen en apparatuur voor het maken van
eiwitten. Het zijn obligaat intracellulaire parasieten; ze kunnen zich alleen binnen
een gastheercel vermenigvuldigen. Virussen zijn op zichzelf verpakte sets genen
die van de ene gastheercel naar de andere worden overgebracht.
Gastheerbereik = het beperkt aantal gastheersoorten wat een virus kan
infecteren. Deze gastheerspecificiteit is het resultaat van de evolutie van
herkenningssystemen door het virus. Virussen identificeren gastheercellen
gewoonlijk door een ‘handdruk’ tussen virale oppervlakte-eiwitten en specifieke
receptormoleculen aan de buitenkant van cellen. Deze receptormoleculen zijn
eiwitten die noodzakelijke functies voor de gastheercel vervullen en door
virussen zijn geadopteerd als toegangspoorten. Sommige virussen hebben een
breed gastheerbereik. De virale infectie van meercellige eukaryoten blijft
gewoonlijk beperkt tot bepaalde weefsels.
Algemene kenmerken van virale replicatie cycli
Een virale infectie begint wanneer een virus zich aan een gastheercel bindt en
het virale genoom zijn weg naar binnen vindt. Het mechanisme van toegang tot
het genoom hangt af van het type virus en het type gastheercel. Zodra het virale
genoom binnen is, kunnen de eiwitten waarvoor het codeert de gastheer
overnemen, de cel her programmeren om het virale genoom te kopiëren en
virale eiwitten te produceren. De gastheer levert de nucleotiden, enzymen,
ribosomen, tRNA's, aminozuren, ATP en andere componenten die nodig zijn voor
het maken van de virale eiwitten en nucleïnezuren.
DNA-virussen gebruiken de DNA-polymerasen van de
gastheercel om nieuwe genomen te synthetiseren langs de
sjablonen die door het virale DNA worden geleverd. Om hun
genomen te repliceren, gebruiken RNA-virussen viraal
gecodeerde RNA-polymerasen die RNA als matrijs kunnen
gebruiken. (Niet-geïnfecteerde cellen voeren dit proces niet
uit: geen enzymen).
Nadat de virale nucleïnezuurmoleculen en capsomeren zijn
geproduceerd, assembleren ze zichzelf spontaan tot nieuwe
virussen. Het eenvoudigste type virale replicatiecyclus
eindigt met het verlaten van honderden of duizenden
virussen uit de geïnfecteerde gastheercel, een proces dat de
Paragraaf 26.1
Virussen zijn klein en eenvoudig van structuur. Een virus is een infectieus deeltje
dat uit weinig meer bestaat dan genen verpakt in een eiwitmantel. Zijn virussen
levend of niet-levend?
Virussen kan een groten verscheidenheid aan ziekten veroorzaken, er
werd gezegd dat virussen de eenvoudigste levende vormen waren. Echt kunnen
ze zich niet reproduceren of metabolische activiteiten uitvoeren buiten een
gastheercel. Biologen zijn het er over eens dat virussen niet levend zijn: maar ze
leven in een schaduwrijk gebied tussen levensvormen en chemicaliën. De
eenvoudigste zin die het samenvat: Virussen leiden een soort geleend leven.
De ontdekking van virussen: wetenschappelijk onderzoek
Ontdekking van virussen begon 1883. Adolf Mayer bestudeerde de ziekte
tabaksmozaïek, dit belemmert de groei van tabaksplanten, de bladeren krijgen
een gevlekte kleur. De ziekte kon overgebracht worden door sap uit zieke
bladeren op gezonde planten te wrijven. Hij suggereerden dat de ziekte werd
veroorzaakt door ongewoon kleine bacteriën die onzichtbaar waren onder een
microscoop. Deze hypothese werd door Ivanowsky, die sap van geïnfecteerde
tabaksbladeren door een filter liet gaan dat was ontworpen om bacteriën te
verwijderen. Na filtratie produceerde het sap nog steeds mozaïekziekte.
Ivanowsky redeneerde dat de bacteriën misschien klein genoeg waren om
door het filter te gaan, of dat ze een gifstof maakten die dat wel kon. Het laatste
werd uitgesloten: het infectieuze agens in het gefilterde sap kon zich
vermenigvuldigen In feite repliceerde de ziekteverwekker alleen binnen de
gastheer die hij besmette. In een onderzoek van Beijerinck werd er aangetoond
dat deze ziekte niet kon worden gekweekt op een voedingsbodem. Hij
veronderstelde dat het replicerende deeltje veel kleiner was dan een bacterie, dit
was de eerste verwoording voor het concept ‘virus’. 1935: het deeltje werd door
Stanley gekristalliseerd. De virussen werden nu waargenomen door
elektronenmicroscoop.
Structuur van virussen
Kleinste virussen, diameter van 20nm. Grootste virus, diameter van 1.500 nm.
Deze is nauwelijks zichtbaar onder de lichtmicroscoop. Stanley's ontdekking van
virussen kristalliseren was verwarrend. Zelfs de eenvoudigste cellen kunnen niet
samenklonteren tot gewone kristallen. Dus zijn virussen geen cellen? De
structuur van een virus, het is een infectieus deeltje dat bestaat uit één of
meerdere moleculen van een nucleïnezuur, ingesloten in een eiwitmantel en, bij
sommige virussen, omgeven door een vliezige envelop.
De moleculaire biologie is voor een groot deel ontstaan in de laboratoria van
biologen die virussen bestudeerden die bacteriën infecteren. Ze leverde het
bewijs dat genen zijn gemaakt van nucleïnezuren, dit was van cruciaal belang bij
het uitwerken van de moleculaire mechanismen van de fundamentele processen
van DNA-replicatie, transcriptie en translatie.
Virale genomen
Virussen hun genomen kunnen bestaan uit dubbelstrengs DNA, enkelstrengs
DNA, dubbelstrengs RNA of enkelstrengs RNA, afhankelijk van het type virus. Een
,Microbiologie
virus wordt een DNA-virus of een RNA-virus genoemd, gebaseerd op het soort
nucleïnezuur waaruit het genoom bestaat. Beide gevallen georganiseerd als een
enkel lineair of circulair nucleïnezuurmolecuul, (de genomen van sommige
virussen bestaan uit meerdere nucleïnezuurmoleculen). De kleinste bekende
virussen, 3 genen in genoom, grootse hebben er honderden tot 2.000 hebben.
Bacteriën 200 tot duizenden…
Capsiden en enveloppen
Capside = het eiwitomhulsel dat het virale
genoom omsluit. Afhankelijk van het type
virus kan de capside staafvormig, veelvlakkig
of complexer van vorm zijn. Capsomeren =
een groot aantal eiwitsubeenheden waaruit
capside zijn. Het aantal verschillende soorten
eiwitten in een capside is meestal klein. Er
zijn verschillende soorten vormen capsiden
die zorgen voor verschillende soorten
virussen:
- Spiraalvormige virussen: stijve,
staafvormige capside gerangschikt in
een helix.
- icosahedrale virussen / Adenovirussen:
eiwitmoleculen, gerangschikt in een veelvlakkige capside met twintig
driehoekige facetten: een icosaëder.
- Influenzavirussen: hebben een aanvullende structuur waarmee ze hun
gastheer infecteren. Een vliezige envelop omringt de capsiden. Deze virale
enveloppen, die zijn afgeleid van de membranen van de gastheercel,
bevatten fosfolipiden en membraaneiwitten van de gastheercel. Ze
bevatten ook eiwitten en glycoproteïnen van virale oorsprong.
(Glycoproteïnen zijn eiwitten met koolhydraten covalent gebonden.)
Sommige virussen dragen enkele virale enzymen, zoals virale polymerase,
in hun capsiden.
- Bacteriofagen (fagen): hebben complexe capsiden. Eerst ontdekte fagen
zijn de zeven (T1, T2 etc) die E.coli infecteerde. De 'T-even'-fagen (T2, T4
en T6) zijn qua structuur vergelijkbaar. Hun capsiden hebben langwerpige
icosahedrale koppen die hun DNA omsluiten. Aan de kop zit een
eiwitstaartstuk met vezels vast waarmee de fagen zich aan een
bacteriecel hechten.
, Microbiologie
Paragraaf 26.2
Virussen missen metabolische enzymen en apparatuur voor het maken van
eiwitten. Het zijn obligaat intracellulaire parasieten; ze kunnen zich alleen binnen
een gastheercel vermenigvuldigen. Virussen zijn op zichzelf verpakte sets genen
die van de ene gastheercel naar de andere worden overgebracht.
Gastheerbereik = het beperkt aantal gastheersoorten wat een virus kan
infecteren. Deze gastheerspecificiteit is het resultaat van de evolutie van
herkenningssystemen door het virus. Virussen identificeren gastheercellen
gewoonlijk door een ‘handdruk’ tussen virale oppervlakte-eiwitten en specifieke
receptormoleculen aan de buitenkant van cellen. Deze receptormoleculen zijn
eiwitten die noodzakelijke functies voor de gastheercel vervullen en door
virussen zijn geadopteerd als toegangspoorten. Sommige virussen hebben een
breed gastheerbereik. De virale infectie van meercellige eukaryoten blijft
gewoonlijk beperkt tot bepaalde weefsels.
Algemene kenmerken van virale replicatie cycli
Een virale infectie begint wanneer een virus zich aan een gastheercel bindt en
het virale genoom zijn weg naar binnen vindt. Het mechanisme van toegang tot
het genoom hangt af van het type virus en het type gastheercel. Zodra het virale
genoom binnen is, kunnen de eiwitten waarvoor het codeert de gastheer
overnemen, de cel her programmeren om het virale genoom te kopiëren en
virale eiwitten te produceren. De gastheer levert de nucleotiden, enzymen,
ribosomen, tRNA's, aminozuren, ATP en andere componenten die nodig zijn voor
het maken van de virale eiwitten en nucleïnezuren.
DNA-virussen gebruiken de DNA-polymerasen van de
gastheercel om nieuwe genomen te synthetiseren langs de
sjablonen die door het virale DNA worden geleverd. Om hun
genomen te repliceren, gebruiken RNA-virussen viraal
gecodeerde RNA-polymerasen die RNA als matrijs kunnen
gebruiken. (Niet-geïnfecteerde cellen voeren dit proces niet
uit: geen enzymen).
Nadat de virale nucleïnezuurmoleculen en capsomeren zijn
geproduceerd, assembleren ze zichzelf spontaan tot nieuwe
virussen. Het eenvoudigste type virale replicatiecyclus
eindigt met het verlaten van honderden of duizenden
virussen uit de geïnfecteerde gastheercel, een proces dat de
