1. IEVADS, VIRUSOLOĢIJAS PRIEKŠMETS, VĒSTURE, VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ
(VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI)
IEVADS, VIRUSOLOĢIJAS PRIEKŠMETS, VĒSTURE, VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ
INDRIĶIS MUIŽNIEKS

2. Biol3019 : Mikrobioloģija II Virusoloģija

3. Izmantojamā literatūra

4. Izmantojamā literatūra

5. Izmantojamā literatūra

6. Izmantojamā literatūra
Ludmila Vīksna, et al. Infekcijas slimības / Rīga: Medicīnas apgāds, 2011., 588 lpp., 2. nodaļa. Virusālās infekcijas lpp.
Ivars Mazjānis, Edgars Tirāns. Infekcijas slimības : rokasgrāmata, Rīga: autorizdevums, 2006., 1008 lpp.
V. Ī. Kalniņa. Virusoloģijas rokasgrāmata. Rīga : Nacionālais apg., 2003., 272 lpp.
А.В.Жилевич, Д.К.Ринкужа, У.Э.Виестур: Микро- организмы и вирусы, Рига, Зинатне, 1992, 265 стр.

7. Izmantojamā literatūra
Trends in Microbiology, Trends in Biotechnology – fakultātes bibliotēka un
Vīrusu bilžu grāmata:
Proc. Natnl. Acad. Sci USA:
Dažādi žurnāli, arī Virus Genes, Archives of Virology -
Dažādi žurnāli, arī Journal of Virological Methods, Current Opinion in Virology,
ASV Mikrobioloģijas biedrības žurnāli -
Universālā vīrusu datubāze:

8. Izmantojamā literatūra

9. Publikāciju bibliometriskā analīze
Baltijas jūras reģiona ES dalībvalstis: Latvija (LV), Lietuva (LT), Igaunija (EE), Polija (PL), Dānija (DK), Zviedrija (S), Somija (FI), Vācija (DE) Periods – g.g.; datu avots: Scopus, Scimago.
Sākumdati:
publicēto zinātnisko dokumentu skaits valstī zinātnes nozarēs (Subject Areas) un apakšnozarēs (Subject Categories);
jebkuru citējumu skaits, izņemot pašcitēšanu, uz zinātniskajiem dokumentiem, kas publicēti zinātnes nozarēs un apakšnozarēs valstī.

10. Publikāciju bibliometriskā analīze
Publicēšanas un citēšanas relatīvā intensitāte (PI) un (CI): OECD akceptēta metodika pētījumu intensitātes salīdzināšanai dažādās valstīs
PI = publikāciju skaits valstī noteiktā zinātnes apakšnozarē ( ) pret kopējo publikāciju skaitu apakšnozarē reģionā ( ), salīdzināts ar kopējo zinātnisko publikāciju skaitu valstī ( ), pret kopējo publikāciju skaiti reģionā ( ).
Papildkritēriji dažāda lieluma kopu salīdzināšanai:
Pētījumu redzamība (R vis): = (CI x PI) x (CI/PI)
Pētījumu apjoms (R vol) = 0,1log(publ.numb.) x Av. cit. nub. per publ.
Specializācijas indekss (IS): IS = R vis + R vol

11. Publikāciju bibliometriskā analīze : virusoloģija Latvijā Baltijas jūras reģiona salīdzinājumā
Specializācijas indekss

12. VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

13. VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

14. VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

15. VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

16. VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ
Jurģis Auziņš

17. V Ī R U S I
Prioni
Viroidi

18. ĀRPUSHROMOSOMU ĢE: PLAZMONS
Ģenētiskās informācijas nesēji
ĢENĒTISKĀ INFORMĀCIJA
ĀRPUSHROMOSOMU ĢE: PLAZMONS
GENOMS
Augi
Mitohondriju DNS
Plastīdu DNS
Kinetoplastu DNS
Plazmīdas, episomas
Transpozoni, IS
Vīrusi
Viroīdi
Hromosomas
Nukleoīds

20. Ģenētiskās informācijas nesēji
Hromosomas
Piem. – E.coli nukleoīds – 4.5x106 nukleotīdu pārus (bp.), satur informāciju par baktērijas šūnas uzbūvi un pamatfunkcijām, apm gēnu

21. Mitohondriju, plastīdu, kinetoplastu DNS
Ārpushromosomu ģenētiskie elementi
Mitohondriju, plastīdu, kinetoplastu DNS
Piem. - H. sapiens mitohondriālā DNS, 16,5 k.b.p. autonomi replicējošās un stabili pa mātes līniju pārmantojama informācija, kas nepieciešama specifisku, mitohondrija darbībai nepieciešamu proteīnu sintēzei.

22. Mitohondriju genoma izmēri

23. Cilvēka mitohondriālās DNS karte
Cilvēka mt DNS = b.p., satur 37 gēnus (no tiem 22 rRNA un tRNA gēni
HVS I and HVS II (1121 bp)
(HV) MseI
(X) AccI
(J) BstOI
-4529HaeII (I)
(T) BamHI
-4577 NlaIII (V)
(U) HinfI
-7025 AluI (H)
(M) DdeI
(W) HaeIII

24. Mitohondriju genoma funkcijas

25. Cilvēka populāciju vēsture, spriežot pēc mitohondriālās DNS

26. Katastrofas un evolūcija: modernā cilvēka izplatība
Tobas vulkāna izvirdums pirms apm gadu izraisīja vulkānisko ziemu vairāku gadu garumā. Vairums hominīdu sugu izmira, izņemot...
Katastrofas un evolūcija: modernā cilvēka izplatība

27. Kinetoplastu DNS
Leishmania un citas tripanosomas satur vienu mitohondriju, kurā atrodams liels daudzums mitohondriālās jeb t.s. kinetoplasta DNS.

28. Ārpushromosomu ģenētiskie elementi
Episomas, plazmīdas
Gredzenveida DNS molekulas 3x x106 b.p., atrodamas gan autonomā, gan hromosomās integrētā veidā, var nest pretantibiotiku rezistences, dzimumfunkciju, ksenobiotiku degradācijas u.c. gēnus

29. Ārpushromosomu ģenētiskie elementi
Lizogēns fāgs
Baktēriju vīruss, kurš spēj eksistēt kā autonomā, tā arī hromosomā integrētā veidā.
Plazmīda - vīruss
Lizogēns fāgs P2 spēj ieģērbt savu proteīnu apvalkā plazmīdu P4, pārvēršot to par vīrusu; Epšteina-Barra vīruss vai l-fāgs, kas zaudējis integrācijai nepieciešamos gēnus, spēj eksistēt šūnā autonomā formā.

30. Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi
Transpozoni
2x x104 b.p. garas DNS molekulas, spēj pārvietoties no viens integrācijas vietas uz citu viena replikona robežās vai starp replikoniem šūnā, nes gan pārvietošanās funkcijai nepieciešamos gēnus, gan arī papildus funkciju, piem., pretantibiotiku rezistences gēnus.

31. Inserciju (IS) elementi
Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi
Inserciju (IS) elementi
x104 b.p. garas DNS molekulas, spēj pārvietoties no viens integrācijas vietas uz citu viena replikona robežās vai starp replikoniem šūnā, nes tikai pārvietošanās funkcijai nepieciešamos gēnus.

32. Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi
Retrotranspozoni
Transpozoni, kuru replikācijai nepieciešamas DNS-RNS-DNS stadijas, lai pārvietotos pa genomu, kodē šajā procesā piedalošos fermentu - atgriezenisko (reverso) transkriptāzi - revertāzi.

33. Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi
Retrovīrusi
Retrotranspozoniem radniecīgas, x103 b.p. garas DNS molekulas, kuras papildus kodē proteīnus, kas spēj veidot RNS stadijas apvalku, tā dodot RNS iespējas pārvietoties no šūnas uz šūnu, t.i. - padara to infekciozu.

34. VĪRUSU RADNIECĪBA AR MIGRĒJOŠO UN EGOISTISKO DNS

35. VĪRUSU IESPĒJAMĀ LOMA EVOLŪCIJĀ
Migrējošie gēni, kas cilvēka genomā veido ~50% no 3 miljardus n.p. garās sekvences, ir strukturāli tuvi radniecīgi retrovīrusiem. Cilvēka proteīnus kodējošie gēni veido ~ 2 % genoma sekvences. Vīrusu loma evolūcijas tempa paātrināšanā?

36. No kā sastāv cilvēka genoms ?

37. VĪRUSU IESPĒJAMĀ LOMA EVOLŪCIJĀ
1960- to gadu beigās Lina Margulis (Margulis, 1938) izvirzīja hipotēzi par to, ka mitohondriji, kuros notiek ATP sintēze, ir simbiotisku baktēriju pēcteči. Līdzīgas idejas tika izvirzītas par hloroplastu izcelšanos.

38. VĪRUSU IESPĒJAMĀ LOMA EVOLŪCIJĀ
Hipotēzes par eikariotu šūnu un to organellu izcelšanos
Filips Bells (Philip Bell, postdoctoral research fellow at Macquarie University, New South Wales, Australia; founding Director of Microbiogen Pty Ltd.) vīrusu eikarioģenēzes teorijas (2001. – 2004.) autors. Lielie DNS vīrusi kā iespējamie šūnas kodola priekšteči evolūcijā.

39. Studiju objekti

40. Vīrusu ģenētisko informāciju var nest:
DNS: divpavedienu (ds) lineāra gredzenveida
vienpavediena (ss) lineāra gredzenveida
RNS divpavedienu (ds) lineāra
vienpavediena (ss) mRNS (+) komplementāra mRNS (-)
Vīrusu ģenētiskā informācija var būt ierakstīta vienā vai vairākās NS molekulās, var būt sadalīta pa vairākām vīrusu daļiņām (polipartiti vīrusi)

41. RNS ATKARĪGA DNS SINTĒZE
DZĪVĪBAS MOLEKULĀRAIS ALGORITMS (PILNA VERSIJA)
TRANSKRIPCIJA
RNS polimerāze
TRANSLĀCIJA
DNS
RNS
Proteīns
RNS ATKARĪGA DNS SINTĒZE
Atgriezeniskā transkriptāze = revertāze
RNS PAŠ-REPLIKĀCIJA Transkriptāze
REPLIKĀCIJA DNS polimerāze

42. Ar bakām un poliomielītu slimoja jau senajā Ēģiptē
VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
Ar bakām un poliomielītu slimoja jau senajā Ēģiptē
Ramzesa IV mūmija ar baku infekcijas radîtiem ādas bojājumiem.
Ēģiptes XVIII dinastijas laika akmens stēla, kurā attēlots cilvēks ar paralîtīskā poliomielîta sakropļotu kāju.

43. Vīrusu izraisītas epidēmijas un pandēmijas
Melnās bakas – regulāri, epidēmijas laikā mira apm. 1/3 inficēto cilvēku; uzskata, ka XX gadsimtā ar bakām miruši apm. 500 milj. cilvēku. baku loma acteku un maiju impēriju bojā ejā.
Dzeltenais drudzis – lokāli, bet ar ļoti augstu letalitāti; “klīstošie holandieši”, Panamas kanāls.
Hanta vīrusi – Dienvidamerikas civilizāciju noslēpums.
Gripa – Regulāras pandēmijas kopš vissenākajiem laikiem, 1918 – 1920 gadā ar “spāņu gripu” Eiropā un Ziemeļamerikā mirst apm miljoni cilvēku, pasaulē - ap 100 miljonu.
Poliomielīts – Sastopams kopš vissenākajiem laikiem, epidēmija Eiropā un Ziemeļamerikā – gadā – ap miljonu cilvēku paralizēti vai miruši.
HIV/AIDS – Kopš gada miruši vairāk nekā miljoni cilvēku.

44. 1945. - 1955. g.g. - poliomielīta epidēmija, ap 12 milj. upuru.
VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
g.g. - poliomielīta epidēmija, ap 12 milj. upuru.
g.g. - poliomielīta ierobežošana, inaktivētu (Jonas Salk) vai novājinātu (Albert Sabin) vīrusu saturošas vakcīnas

45. XVII gadsimtā Holandes puķkopji īpaši augstu vērtēja ar vīrusiem inficētas tulpes
1637. gada februārī: viena šo tulpju sīpola cena = laba amatnieka 20 gadu darba alga.
1637. gada pavasarī tirgus sabruka.
Semper Augustus
Viceroy
Wikipedia

46. Vīrusu epidēmijas izdevās ierobežot jau pirms vīrusu atklāšanas:
VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
Vīrusu epidēmijas izdevās ierobežot jau pirms vīrusu atklāšanas:
Viduslaiku Ķīna –variolizācija pret bakām (pēc Lady Mary Wortley Montague iniciatīvas šo metodi izmanto arī 18.g.s. Anglijā);

47. VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
g.g. - Edward Jenner (Edvards Dženners), baku vakcîna
(variola vaccinae)
g.g. - Louis Pasteur (Lujs Pastērs) trakumsērgas vakcîna.

48. VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
g.g. - WHO (World Health Organisation) programma baku infekcijas iznīdēšanai g saslimšanas gadījumi 69 valstīs g. oktobrî - pēdējais reģistrētais baku infekcijas gadījums dabā, Somālija, Ali Maolin g. pēdējā reģistrētā laboratorijas infekcija, Birmingema (Jannet Parker, Henry Bedson)

49. VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
g.g. - A tipa gripas pandēmija, ap 20 milj. upuru Eiropā un Ziemeļamerikā. Kopējais mirušo skaits pasaulē: 50 – 100 milj.

50. Ebolas vīrusa infekcijas uzliesmojums 2014. gadā Rietumāfrikā.
VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU
Ebolas vīrusa infekcijas uzliesmojums gadā Rietumāfrikā.

51. Zika vīruss Brazīlijā, Centrālamerikā, 2016.

52. Uz Zemes dzīvo ap 7 miljardiem cilvēku
Uz Zemes dzīvo ap 7 miljardiem cilvēku. Ik gadus nomirst ap 65 miljoni cilvēku.
C.D. Mathers, T. Boerma, D. Ma Fat Global and regional causes of death
British Medical Bulletin Advance Access published online on September 22, 2009
Sirds išēmiskās un un smadzeņu asinsvadu slimības ir nozīmīgākie nāves cēloņi, tiem seko apakšējo elpceļu infekcijas (plaušu karsoņi), hroniskās obstruktīvās plaušu slimības (bronhīti) un diarejas (caurejas). AIDS un tuberkuloze ir sestais un septītais biežāk sastopamais nāves cēlonis, zemākās vietās nekā bija vērtēts agrāk. Pusi no bērnu mirstības veido četras novēršamas un ārstējamas infekcijas slimības (plaušu karsoņi, caurejas, jaundzimušo infekcijas vai masalas, malārija). Pasaulē kopumā no 10 nāves gadījumiem apmēram sešus izraisa neinfekciozas slimības, trīs – infekcijas un vienu – ievainojumi.

53. Tabakas mozaīkas vīruss 1892. un 1898. gadā
VĪRUSOLOĢIJAS VĒSTURE
Dimitrijs Ivanovskis /Ивановский/ ( ) Martins Beijerinks /Beijerinck/ ( )
Tabakas mozaīkas vīruss un gadā

54. VĪRUSOLOĢIJAS VĒSTURE

55. VIRUSOLOĢIJAS SĀKUMI

56. VĪRUSOLOĢIJAS VĒSTURE
T. Rīds
F.Tvorts
F. d’Errels
F. Leflers

57. Salvatore Luria
Makss Delbruks

59. VIRUSOLOĢIJAS ATTSĪTĪBA

60. VIRUSOLOĢIJAS ATTĪSTĪBA

61. Virusi
Nature 1989 Aug 10;340(6233):467-8
High abundance of viruses found in aquatic environments.
Bergh O, Borsheim KY, Bratbak G, Heldal M
Department of Microbiology and Plant Physiology, University of Bergen, Norway
Upju un ezeru ūdens mililitrā atrodams līdz 2.5 x 108 vīrusveidīgu daļiņu
The rectangle indicates two prokaryotes, the ellipse indicates >25 virus-like particles and the circle indicates one protist.