Virologie
Deel 1: Inleiding
Geschiedenis van de virologie
• Adolf E. Mayer: zag dat bep. bladeren vd tabaksplant gele stippen vertoonden,
verschrompelden en afvielen ® perste het sap van de zieke bladeren op een nieuw
gezond blad ® die werd ook ziek ® de tabaksmosaïk-ziekte is dus overdraagbaar
• Dmitri Ivanovski (‘grondlegger vd virologie’): filterde het sap van de zieke bladeren door
een porseleinen filter (waar geen bacteriën door kunnen) ® bracht dit aan op gezond
blad ® werd ook ziek ® het ziekmakend agens was dus geen bacterie
• Martinus Beijerinck: de eerste die het woord virus gebruikte
Virale structuur
• Grootte: 25 – 300 nm = zeer klein
® je kan ze niet met een lichtmicroscoop zien, elektronenmicroscoop nodig
® zijn ultrafiltreerbaar & kleiner dan bacteriën
® voorbeelden
o Pokkenvirus: 300 nm
o Herpesvirus: 100 nm
o Picornavirus: 25 nm
• Envelop = lipidedubbellaag die vloeibaar is, zoals olie
• Capside
o Helicaal: rond het genetisch mateiraal zit spiraalsgewijs eenzelfde molecule
§ Economische manier van bescherming want slechts 1 EW nodig.
§ Bv. tabaksmozaïekvirus, ebolavirus (maar dit is niet zo rigiede als
tabaksmozaïekvirus)
o Icosahedraal: opeenvolging v 5- & 6-hoeken met binnenin genetisch materiaal
§ Zeer stabiele structuur
§ Vormt zich spontaan dus ook energetisch heel stabiel
§ Bv. adenovirus, herpesvirus, humaan papillomavirus
o Complex: hele andere vorm
§ Bv. T-bacteriofaag
® wanneer bacteriofaag geland is op de bacterie gaat het zijn genetisch
materiaal inspuiten, hoeft dus niet in de bacterie te gaan
§ Bv. pokkenvirus
• Genoom
o DNA of RNA & dubbelstrenging (ds) of enkelstrengig (ss)
§ DNA is meestal in dubbelstrengige vorm
® enige medisch belangrijke uitzondering: parvovirus B19 (ssDNA):
gevaarlijk bij zwangere vrouwen want foetus zal geen RBC meer
aanmaken ® nood aan intra-uteriene bloedtransfusiee
§ RNA is meestal in enkelstrengige vorm
® enige medisch belangrijke uitzondering: rotavirus (dsRNA)
1
, o Lineair of circulair
§ Meeste virussen hebben een lineair genoom
® uitzondering: papillomavirus (circulair dsDNA)
® uitzondering: hepatitis B virus (circulair 2/3de ds, 1/3de ss DNA)
§ Plantviroïden (die dus alleen planten infecteren): bestaan alleen uit
ssRNA, hebben voor de rest geen eiwitten ® om zichzelf te beschermen
zijn ze circulair
o 1 stuk of segmentair
§ Voordeel van segmentaire structuur: reassorteren = wanneer een cel
door 2 versch virussen wordt geïnfecteerd, kunnen deze virussen hun
genoom uitwisselen ® nieuwe combinaties
® gebeurt continu bij influenza
§ 3 belangrijke segmentaire virussen: rotavirus, influenza, hantavirus
Samenvatting
Virus taxonomie
® is eigenlijk volledig vervangen door moleculaire stambomen obv sequenties
Indeling op basis van
• Eigenschappen van het virion (grootte, vorm, envelop,
capsidestructuur,…)
• Fysicochemische eigenschappen (MW, genoomeigenschappen, G+C ratio,
nt sequentie,…)
• Virale eiwitten (aantal, grootte, functie, AZ sequentie,…)
• Viraal genoom en life cycle (genoomorganizatie en-replicatie, plaats van
virion assemblage, maturatie, release,…)
• Biologische eigenschappen (natuurlijke gastheer, weefseltropisme,
histopathologie, transmissie, geografische distributie,…)
2
, Replicatie
• Is celafhankelijk: een virus kan zich niet vermenigvuldigen zonder gastheercel
• Replicatiecyclus
1. Binding aan cellulaire receptor
o Via sleutel-slot mechanisme ® tropisme1 gaat dus bepalen welke cellen worden
geïnvadeerd MAAR het is niet zo dat 1 virus maar 1 doelwitcel heeft en maar 1
symptoom geeft + virussen kunnen binden aan meerdere celsoorten
o De receptoren waarop de virussen kunnen binden zitten op de cel, deze zijn NIET
speciaal ontworpen voor het virus, maar hebben biologische functie voor de cel
® worden misbruikt door virus (bv. HIV-1 bindt op CD4)
2. Binnendringen in doelwitcel: 4 manieren
o Fusie van geënveloppeerd virus met plasmamembraan ® naakt capside gaat
naar binnen
o Endocytose van niet-geënveloppeerd virus: alles wat aan het opp van de cel
hangt wordt de cel binnengebracht via een endosoom en opgenomen in het
golgi-apparaat, dus ook virussen
o Endocytose van geënveloppeerd virus: is een combinatie van strategieën
o Injecteren van viraal genoom in doelwitcel (bv. T-bacteriofaag)
3. Ontmanteling vh virus: opening vh capside ® genetisch materiaal komt vrij in de cel
4. Synthese ‘vroege’ eiwitten (= eiwitten die cel verder overnemen, gijzelen,
onsterfelijk kunnen maken als ze kankerverwekkend zijn)
5. Viraal DNA/RNA replicatie
o Kan gedaan worden door humaan polymerase dat praktisch geen fouten maakt
® virus blijft hetzelfde
o Sommige virussen hebben hun eigen polymerase ® veel mutaties, foutjes
® virus verandert
6. Synthese ‘late’ eiwitten
7. Assemblage nieuwe virions: gebeurt spontaan door auto-assemblage
8. Vrijzetting nieuwe virions: 2 manieren
o Cytolyse = zoveel viruspartikels aangemaakt dat de cel ontploft
o Budding = tegenaan membraan leunen en steeds een stukje afsplitsen met een
viruspartikel erin ® cel blijft lang overleven als dit heel traag gebeurt, want dan
heeft het tijd om het membraan terug aan te maken
Deel 2: Diagnostiek
Rechtstreeks: aantonen van virus
• Elektronenmicroscopie
o Enige manier om virussen te zien, snel, maar duur
o Viraal materiaal w op een gridje gedaan ® gridje kleuren ® bekijken onder
elektronenmicroscoop
o Sommige virussen zijn moeilijk te vinden omdat ze niet met veel zijn ® immuno-
elektronenmicroscopie toepassen: As toevoegen ® deze bindt meerdere
viruspartikels, waardoor ze dus samenklonteren
1
Tropisme = infectiespecificiteit van bepaalde pathogenen voor bepaalde gastheren en gastheerweefsels. Dit
verklaart waarom de meeste ziekteverwekkers slechts in staat zijn een beperkt aantal gastheerorganismen te
infecteren
3
Deel 1: Inleiding
Geschiedenis van de virologie
• Adolf E. Mayer: zag dat bep. bladeren vd tabaksplant gele stippen vertoonden,
verschrompelden en afvielen ® perste het sap van de zieke bladeren op een nieuw
gezond blad ® die werd ook ziek ® de tabaksmosaïk-ziekte is dus overdraagbaar
• Dmitri Ivanovski (‘grondlegger vd virologie’): filterde het sap van de zieke bladeren door
een porseleinen filter (waar geen bacteriën door kunnen) ® bracht dit aan op gezond
blad ® werd ook ziek ® het ziekmakend agens was dus geen bacterie
• Martinus Beijerinck: de eerste die het woord virus gebruikte
Virale structuur
• Grootte: 25 – 300 nm = zeer klein
® je kan ze niet met een lichtmicroscoop zien, elektronenmicroscoop nodig
® zijn ultrafiltreerbaar & kleiner dan bacteriën
® voorbeelden
o Pokkenvirus: 300 nm
o Herpesvirus: 100 nm
o Picornavirus: 25 nm
• Envelop = lipidedubbellaag die vloeibaar is, zoals olie
• Capside
o Helicaal: rond het genetisch mateiraal zit spiraalsgewijs eenzelfde molecule
§ Economische manier van bescherming want slechts 1 EW nodig.
§ Bv. tabaksmozaïekvirus, ebolavirus (maar dit is niet zo rigiede als
tabaksmozaïekvirus)
o Icosahedraal: opeenvolging v 5- & 6-hoeken met binnenin genetisch materiaal
§ Zeer stabiele structuur
§ Vormt zich spontaan dus ook energetisch heel stabiel
§ Bv. adenovirus, herpesvirus, humaan papillomavirus
o Complex: hele andere vorm
§ Bv. T-bacteriofaag
® wanneer bacteriofaag geland is op de bacterie gaat het zijn genetisch
materiaal inspuiten, hoeft dus niet in de bacterie te gaan
§ Bv. pokkenvirus
• Genoom
o DNA of RNA & dubbelstrenging (ds) of enkelstrengig (ss)
§ DNA is meestal in dubbelstrengige vorm
® enige medisch belangrijke uitzondering: parvovirus B19 (ssDNA):
gevaarlijk bij zwangere vrouwen want foetus zal geen RBC meer
aanmaken ® nood aan intra-uteriene bloedtransfusiee
§ RNA is meestal in enkelstrengige vorm
® enige medisch belangrijke uitzondering: rotavirus (dsRNA)
1
, o Lineair of circulair
§ Meeste virussen hebben een lineair genoom
® uitzondering: papillomavirus (circulair dsDNA)
® uitzondering: hepatitis B virus (circulair 2/3de ds, 1/3de ss DNA)
§ Plantviroïden (die dus alleen planten infecteren): bestaan alleen uit
ssRNA, hebben voor de rest geen eiwitten ® om zichzelf te beschermen
zijn ze circulair
o 1 stuk of segmentair
§ Voordeel van segmentaire structuur: reassorteren = wanneer een cel
door 2 versch virussen wordt geïnfecteerd, kunnen deze virussen hun
genoom uitwisselen ® nieuwe combinaties
® gebeurt continu bij influenza
§ 3 belangrijke segmentaire virussen: rotavirus, influenza, hantavirus
Samenvatting
Virus taxonomie
® is eigenlijk volledig vervangen door moleculaire stambomen obv sequenties
Indeling op basis van
• Eigenschappen van het virion (grootte, vorm, envelop,
capsidestructuur,…)
• Fysicochemische eigenschappen (MW, genoomeigenschappen, G+C ratio,
nt sequentie,…)
• Virale eiwitten (aantal, grootte, functie, AZ sequentie,…)
• Viraal genoom en life cycle (genoomorganizatie en-replicatie, plaats van
virion assemblage, maturatie, release,…)
• Biologische eigenschappen (natuurlijke gastheer, weefseltropisme,
histopathologie, transmissie, geografische distributie,…)
2
, Replicatie
• Is celafhankelijk: een virus kan zich niet vermenigvuldigen zonder gastheercel
• Replicatiecyclus
1. Binding aan cellulaire receptor
o Via sleutel-slot mechanisme ® tropisme1 gaat dus bepalen welke cellen worden
geïnvadeerd MAAR het is niet zo dat 1 virus maar 1 doelwitcel heeft en maar 1
symptoom geeft + virussen kunnen binden aan meerdere celsoorten
o De receptoren waarop de virussen kunnen binden zitten op de cel, deze zijn NIET
speciaal ontworpen voor het virus, maar hebben biologische functie voor de cel
® worden misbruikt door virus (bv. HIV-1 bindt op CD4)
2. Binnendringen in doelwitcel: 4 manieren
o Fusie van geënveloppeerd virus met plasmamembraan ® naakt capside gaat
naar binnen
o Endocytose van niet-geënveloppeerd virus: alles wat aan het opp van de cel
hangt wordt de cel binnengebracht via een endosoom en opgenomen in het
golgi-apparaat, dus ook virussen
o Endocytose van geënveloppeerd virus: is een combinatie van strategieën
o Injecteren van viraal genoom in doelwitcel (bv. T-bacteriofaag)
3. Ontmanteling vh virus: opening vh capside ® genetisch materiaal komt vrij in de cel
4. Synthese ‘vroege’ eiwitten (= eiwitten die cel verder overnemen, gijzelen,
onsterfelijk kunnen maken als ze kankerverwekkend zijn)
5. Viraal DNA/RNA replicatie
o Kan gedaan worden door humaan polymerase dat praktisch geen fouten maakt
® virus blijft hetzelfde
o Sommige virussen hebben hun eigen polymerase ® veel mutaties, foutjes
® virus verandert
6. Synthese ‘late’ eiwitten
7. Assemblage nieuwe virions: gebeurt spontaan door auto-assemblage
8. Vrijzetting nieuwe virions: 2 manieren
o Cytolyse = zoveel viruspartikels aangemaakt dat de cel ontploft
o Budding = tegenaan membraan leunen en steeds een stukje afsplitsen met een
viruspartikel erin ® cel blijft lang overleven als dit heel traag gebeurt, want dan
heeft het tijd om het membraan terug aan te maken
Deel 2: Diagnostiek
Rechtstreeks: aantonen van virus
• Elektronenmicroscopie
o Enige manier om virussen te zien, snel, maar duur
o Viraal materiaal w op een gridje gedaan ® gridje kleuren ® bekijken onder
elektronenmicroscoop
o Sommige virussen zijn moeilijk te vinden omdat ze niet met veel zijn ® immuno-
elektronenmicroscopie toepassen: As toevoegen ® deze bindt meerdere
viruspartikels, waardoor ze dus samenklonteren
1
Tropisme = infectiespecificiteit van bepaalde pathogenen voor bepaalde gastheren en gastheerweefsels. Dit
verklaart waarom de meeste ziekteverwekkers slechts in staat zijn een beperkt aantal gastheerorganismen te
infecteren
3
