1. Indriķis Muižnieks
VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA
ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA

2. MIKROBIOLOĢIJAS PAMATI
PROKARIOTU VALSTS
MIKROBIOLOĢIJAS PAMATI
VĪRUSU DAUZVEIDĪBA

3. VĪRUSU TAKSONOMIJA UN NOMENKLATŪRA
Vīrusa suga ir politeiska vīrusu kopa ar vienu replikācijas veidu, kura aizņem noteiktu ekoloģisko nišu
“... polythetic class of viruses constituting a replicating lineage and occupying a particular ecological niche” van Regenmortel MHV. Applying the species concept to plant viruses. Arch Virol. 1989;104:1–17

4. VĪRUSU TAKSONOMIJA UN NOMENKLATŪRA
Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses (Nov., 2011)
Redaktori: A.M.Q. King , E. Lefkowitz , M.J. Adams , E. B. Carstens
1327 lpp, USD 400
7 kārtas, 87 dzimtas, 348 ģintis, apm klasificētu un tikpat neklasificētu sugu
(2005.g. - 3 kārtas, 73 dzimtas, 287 ģintis, apm sugu)

5. VĪRUSU ĶĪMISKĀ KLASIFIKĀCIJA
Vīrusu iedalījums augstākajās sitemātiskajās kategorijās (tipos) ir balstīts uz to nukleīnskābes tipu un replikācijas īpatnībām.
Ķīmiskās klasifikācijas autors: viens no revertāzes atklājējiem, g. Nobela prēmijas laureāts, vēlēk poliovīrusu pētnieks Deivids Baltimors (1938.)

6. VĪRUSU KLASIFIKĀCIJA

7. VĪRUSU NOMENKLATŪRA

8. VĪRUSU NOMENKLATŪRA

9. VĪRUSU NOMENKLATŪRA

10. VĪRUSU DAUDZVEIDĪBA
PIRMAIS TIPS: dsDNS

11. Poxviridae Baku vīrusi.
Dzīvnieku vīrusi
Poxviridae Baku vīrusi.
Lineāra, galos slēgta DNS, kbp.
Sarežģīta uzbūve 150x200x nm
Ādas un epitēlija infekcijas, melnās bakas, govju bakas, baku vakcīnas vīruss

12. Hipotēzes par eikariotu šūnu un to organellu izcelšanos
LIELĀKIE VĪRUSI
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.

13. BAKU VĪRUSAM LĪDZĪGIE VĪRUSI
Lielākie zināmie vīrusi. Aļģu Mimiviridae, genoms ~1,200 Mbp
Pandoravirus (Science, 2013,V.361, p.281) ~ 1,5-2,5 Mbp
Mazākie baktēriju genomi, piem.: Mycopl. genetalium kbp
Āfrikas cūku mēris

14. Legendre M. et al..
Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology
PNAS, 111 (11), , 2014
Pithovirus sibericum

15. BAKU VĪRUSAM LĪDZĪGIE VĪRUSI
Kukaiņu bakulovīrusu morfoloģija: Sarežģīta forma; kapsīds x nm, veido ieslēgumus – poliedrus (occlusion bodies). 0, mm. Gredzenveida dsDNA, kbp

16. Herpesviridae (herpesvīrusi).
Dzīvnieku vīrusi
Herpesviridae (herpesvīrusi).
alfa-, beta- un gamma - apakšdzimtas.
Lineāra DNS, kbp.
Ikosaedrisks,  ~ nm, ar apvalku
Ādas un epitēlija infekcijas, vējbakas, ēdes, infekciozā mononukleoze. Epšteina-Barra vīruss. Viens vīruss spēj izraisīt dažādas infekcijas. Persistence.

17. Adenoviridae Adenovīrusi.
Dzīvnieku vīrusi
Adenoviridae Adenovīrusi.
Lineāra DNS, gali saistīti ar proteīnu, kbp.
Ikosaedrisks,  ~ nm, bez apvalka
Acu, elpošanas ceļu un limfatiskās sistēmas slimības.
Dažos dzīvniekos izraisa audzējus

18. Dzīvnieku vīrusi
Papillomaviridae, Polyomaviridae. Papilomas (kārpu) un poliomas (audzēju) vīrusi.
Gredzenveida dsDNS: ~ 5 un ~ 8 kbp.
Ikosaedrisks,  ~50 nm, bez apvalka
HPV (cilvēka papilomas vīruss) dažu serotipu saistība ar dzemdes vēzi.
Poliomas – dzīvnieku audzēju vīrusi (SV40).

19. Baktēriju vīrusi Vairākas dzimtas Myoviridae (T4), Siphoviridae (l),
Podoviridae (T7)
Gredzenveida vai lineāra DNS,
kbp.

20. CETURTAIS TIPS: ssRNS(+)
VĪRUSU DAUDZVEIDĪBA
CETURTAIS TIPS: ssRNS(+)

21. Picornaviridae Dzīvnieku vīrusi
Enterovirus, Rhinovirus, Cardiovirus, Hepatovirus, Aphtovirus: lineāra RNS, nt.
Ikosaedriski,  ~28-30 nm, bez apvalka
Poliomielīts, sezonas iesnas, infekciozais (A) hepatīts, mutes un nagu sērga. Vīrusi kā imunstimulatori: ECHO-7, Rigvir

22. POLIOMIELĪTA INFEKCIJA UN VAKCINĒŠANA

23. POLIOMIELĪTA INFEKCIJA UN VAKCINĒŠANA
Diāna Odela (Dianne Odell, USA, – 2008.) dzelzs plaušās elpoja kopš 3 gadu vecuma

24. POLIOMIELĪTA INFEKCIJA UN VAKCINĒŠANA
Rita Kukaine
( )

25. Comoviridae (pupu mozaīkas vīrusi, ikosaedriska simetrija).
Augu vīrusi
Comoviridae (pupu mozaīkas vīrusi, ikosaedriska simetrija).
Potyviridae (kartupeļu Y vīruss, spirāliska simetrija).
Genoma organizācija līdzīga pikornavīrusiem, nt.
Bez apvalka, ikosaedriski,  ~ nm, Bez apvalka, spirāliski  ~11 nm l ~ 900 nm
Inficē dažādas augu sugas un dzimtas

26. Flaviviridae Dzīvnieku vīrusi
Flavivirus, Pestivirus, hepatīta C vīrusi: lineāra RNS, kb.
Ikosaedriski,  ~40-60 nm, ar apvalku
Dzeltenais drudzis, ērču encefalīts (Latvija, g. – 376 gadījumi) , Denge u.c. hemorāģiskie drudži, lopu mēris, cilvēka hepatīts C (Latvija, g akūti, 1706 jaunatklāts hronisks gadījums)
Klasiskais cūku mēris – mežacūku populācijā Austrumlatvijā, g.g.

27. Togaviridae Dzīvnieku vīrusi
Alphavirus, Rubivirus: lineāra RNS, kb.
Ikosaedriski,  ~70 nm, ar apvalku
Semilki meža vīruss, Sindbis vīruss, Masaliņu vīruss
(Latvija, g. – 8, gadā – nav, g. - 1)

28. Tobamovirus (tabakas mozaīka, spirāliska simetrija);
Augu vīrusi
Tobamovirus (tabakas mozaīka, spirāliska simetrija);
Hordeivirus (miežu svītrainā mozaīka, spirāliska simetrija, dipartits).
Genoma organizācija līdzīga togavīrusiem, kb.
Bez apvalka, spirāliski  ~ nm l nm
Inficē dažādas augu sugas un dzimtas

29. fr fāga genoma struktūra
Baktēriju vīrusi
Leviviridae
Levivirus, Allolevivirus: lineāra RNS, 3,5 - 4,2 kb.
fr fāga genoma struktūra
Ikosaedriski,  ~25 nm, bez apvalka
MS2, fr, Qb
Pauls Pumpēns
(1947.)

30. PIEKTAIS TIPS: ssRNS(-)
VĪRUSU DAUDZVEIDĪBA
PIEKTAIS TIPS: ssRNS(-)

31. Orthomyxoviridae (gripa),
Dzīvnieku vīrusi
Orthomyxoviridae (gripa),
Ģintis: Influenzavirus A, Influenzavirus B.
6 - 8 (-)RNS fragmenti, kopējais garums: ,6 kb.
Gripas vīrusa virsmas proteīni: antigēni. Hemaglutinīns. apm. 500 trimeri virionā, 16 tipi: H1 – H16
Neiraminidāze, apm. 100 tetrameri virionā; 9 tipi: N1 – N9
Sfēriski, arī polimorfi vīrusi.  ~ nm. Apvalks ietver spirāliskas simetrijas nukleokapsīdu,  ~6 nm l nm.
Pandēmijas, antigēnu (N un H) nomaiņa (šifts) Epidēmijas, antigēnu izmaiņas (drifts)

32. ANTIGĒNU IZMAIŅAS (drifts)

33. ANTIGĒNU NOMAIŅA (šifts)
Putnu (H5N1) vai cūku (H1N1) gripas draudi un tamiflu bizness

34. Paramyxoviridae (gripai līdzīgie),
Dzīvnieku vīrusi
Paramyxoviridae (gripai līdzīgie),
Ģintis: Paramyxovirus, Morbillivirus, Rubulavirus
viena (-)RNS molekula, garums ap 15 kb.
Sfēriski, arī polimorfi vīrusi.  ~150 nm. Apvalks ietver spirāliskas simetrijas nukleokapsīdu,  ~13-18 nm l ~ 1000 nm.
Paragripa, masalas (Latvija, – 3, – nav, 2014 – 36), cūciņas (epidēmiskais parotīts, Latvija, – 11)

35. Rhabdoviridae (trakumsērgas),
Dzīvnieku un augu vīrusi
Rhabdoviridae (trakumsērgas),
viena (-) RNS molekula, garums: kb.
Bacilāra forma,  ~ nm, l nm. Apvalks ietver spirāliskas simetrijas nukleokapsīdu,  ~20 nm l ~ 700 nm.
Latvijā 2005.g. uzsākta savvaļas dzīvnieku vakcinēšana. Inficēto dzīvnieku skaits samazinājies > 60x. Pēdējais nāves gadījums cilvēkam Latvijā – g. Pasaulē ik gadus apm mirušo.
Citi rabdovīrusi: Vesikulārais stomatīts, salātu dzeltenā nekroze

36. Filoviridae (Ebolas un Mārburgas vīrusi),
viena (-) RNS molekula, garums: 19 kb.
Ebolas vīrusa infekcijas uzliesmojums gadā Rietumāfrikā, apm inficēti, miruši.

37. SESTAIS TIPS: divas ssRNS(+)  DNS
VĪRUSU DAUDZVEIDĪBA
SESTAIS TIPS: divas ssRNS(+)  DNS

38. Retroviridae (onkogēnie retrovīrusi),
Dzīvnieku vīrusi
Retroviridae (onkogēnie retrovīrusi),
Ģintis: Zīdītāju B tipa; zīdītāju C tipa; putnu C tipa; D tipa; BLV_HTLV retrovīrusi; Lentivirus; Spumavirus
Divas vienādas (+)RNS molekulas, garums: kb.
B C D
tipa virionu morfoloģija
Lodveida,  ~ nm, dzelkšņi līdz 8 nm.

39. RETROVĪRUSU GENOMA STRUKTŪRA
Šūnā abas vīrusa RNS molekulas tiek izmantotas, lai ar vīrusa REVERTĀZES palīdzību sitezētu genoma DNS kopiju.
Šajā procesā veidojas LTR (garie galu atkārtojumi)
Vīrusa DNS integrē šūnas hromosomā (provīruss).
trīs galvenās gēnu grupas – gag (nukleokapsīda proteīni); pol – (revertāze); env – apvalka proteīni

40. HIV morfoloģija
Latvijā : pirmais HIV (+):1987. g., maksimums – 2001.g. = 807 jauni HIV (+), g. – g. 30. sept. – 4216 HIV (+), 617 AIDS; g. 1. novembris – 6553 HIV(+), AIDS. Miruši kopš g. – Pasaulē kopš g. HIV (+) cilvēku skaits ir stabilizējies apm. 33 miljonu līmenī . Ik gadus no AIDS mirst apm. 2 milj .cilvēku, kopš epidēmijas sākuma – apm. 35–40 milj. mirušo.

41. Migrējošie gēni, kas cilvēka genomā veido ~50% no 3 miljardus n. p
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?

42. VĪRUSU RADNIECĪBA AR MIGRĒJOŠO UN EGOISTISKO DNS

43. PAR VĪRUSIEM MAZĀKAS INFEKCIOZAS MOLEKULAS
VIROĪDI

44. Viroīdu inficētas hrizantēmas Salaspils NBD
VIROĪDI
Gredzenveida, vienpavediena, ~ 300 nukleotīdus garas, strukturētas RNS molekulas bez proteīna apvalka.
Viroīdu inficētas hrizantēmas Salaspils NBD

45. VIROĪDU RNS STRUKTŪRA

46. PAR VĪRUSIEM MAZĀKAS INFEKCIOZAS MOLEKULAS
PRIONI

47. http://www. biologie. uni-duesseldorf

48. Ar BSE slimu dzīvnieku smadzeņu preparāti
S. Prusiners gadā izvirzīja prionu hipotēzi, gadā viņam par to piešķīra Nobela premiju

49. PRIONU PROTEĪNU TELPISKĀ STRUKTŪRA
skrēpiju izraisa telpiski nepareizi sakārtota PrP forma, kuras klātbūtnē šūnu membrānu PrP arī iegūst nepareizu telpisko struktūru un veido agregātus.
PrPC PrPSc