Buněčné jádro a viry
Struktura virionu
Obal – kapsida – strukturni proteiny ‐ povrchove glykoproteiny – interakce s receptorem na povrchu buňky ‐ uvnitř – nukleocore – (ribo‐)nukleova kyselina, virove proteiny
Lokalizace replikace DNA viry: jádro – Parvoviridae – nejmeší DNA viry Polyomaviridae – BKV, JCV ‐ neorotropní Papillomaviridae – onkogenní potenciál ‐ HPV 16,18 – vysoce rizikové Adenoviridae Herpesviridae – HSV‐1, HSV‐2, varicella zoster virus cytomegalovirus EBV, HHV‐8 Cytoplazma – Poxviridae – variola, vaccinia
RNA viry: Jádro – Orthomixoviridae – influenza - viry replikující se reverzní transkripcí – Retroviridae, Hepadnaviridae
Pro vstup do jadra viry vyuzivaji dve odlisne strategie: a)Buď mohou čekat v cytoplazmě infikované buňky, dokud buňka nevstoupi do mitosy – diky rozpadu jaderné membrány může virový genom asociovat s buněčným chromatinem a tak se dostane do nově slozeného jádra. Virus může infikovat pouze dělící se buňky – většina retrovirů s výjimkou lentivirů ‐HIV. a)virový genom ‐ až do jádra interfazních buňek – transport přes jaderný obal. To umožňuje infekci i terminalně diferencovaných buněk ‐ každá skupina ‐ odlišny mechanismus transportu nukleoproteinového komplexu do jádra ‐ jedno společné ‐transport přes jaderný pór.
Replikační cyklus DNA virů
MT
Transport jadernými póry během virové replikace: ‐ import virové DNA ‐ export virových mRNA do cytosolu ‐ import virových regulačních a strukturních proteinů ‐ u virů skládajících se v cytoplazmě – export dceřiných genomů
Jaderny import 1) NLS – rozpoznáván importiny 2) Asociace s jaderným pórem 3) Ran‐GDP váže cargo 4) Transport do jádra 5) Výměna GDP → GTP 6) Disociace komplexu
Vstup DNA virů do jádra
‐ vstup receptorem zprostredkovanou endocytozou ‐ narušení membrány endosomu , uvolnění do cytoplazmy ‐ NLS – rozpoznáván importiny ‐ transport do jádra
Vstup DNA virů do jádra ‐ Kapsida ‐ 70‐100 nm ‐ vstup receptorem zprostredkovanou endocytozou ‐ pohyb pomocí endosomů a mikrotubulární sítě ‐ disociační faktory → rozvolnění kapsidy - transport nukleoproteinového core do jádra
Vstup DNA virů do jádra ‐ největší DNA viry ‐fúze s plazmatickou membránou ‐ transport podél mikrotubulů ‐ vazba na cytoplazmatické fibrily ‐závislé na Ran a importinech ‐ uvolnění virové DNA do jaderného póru ‐závislé na ATP
Vstup HIV do jádra ‐fúze s plazmatickou membránou ‐ přepis virové RNA → preintegrační komplex ‐NLS – MA, INT – interakce s importiny ‐ Vpr – váže importiny ‐ kotevní protein na jaderném póru ‐ rozpad jaderného obalu
Jádro : 1)transkripce časných genů MT
2) replikace virové DNA
DNA viry: ‐ genomy – preferenčně asociovány s PML NBs, centra jejich replikace a transkripce lokalizovány v těchto strukturách, virové regulační proteiny asociují s PML tělísky a indukují změny v jejich struktuře ‐ 1993 – Gerd Maul – v infikovaných buňkách – změny ve struktuře PML NBs
Interakce DNA virů a virových proteinů s PML NBs Adenoviry: ‐ časné proteiny E1A a E4 ‐ asociovány s PML NBs ‐ E4 – schopnost rozrušovat strukturu PML NBs → „track-like“ struktury (obsahují časné virové antigeny) →všechny proteiny směrovány do replikačních kompartmentů Polyomaviry: replikace DNA probíhá v ohniscích asociovaných s PML NBs Papillomaviry: ‐ asociace replikačních center a regulačních proteinů s PML NBs ‐ kapsidový protein L2 kolokalizuje s PML NBs
Interakce DNA virů a virových proteinů s PML NBs
HSV‐1 genom – asociace s PML tělísky – iniciace replikace Bezprostředně časný gen ICP → rozpad PML NBs ICP0 – aktivita ubiquitin E3 ligázy - interaguje s ubiquitin specifickou proteazou USP7
Potenciální role PML NBs v průběhu virové replikace PML NBs – spojována s interferonovou obranou buňky proti virům (interferon inhibuje expresi časných genů a rozrušování PML NBs) ‐ ICP herpesviru uvolňuje antivirovou obranu buňky
X ‐ místo aktivní transkripce ‐ zásobárna transkripčních faktorů ‐ navozený rozpad PML NBs může uvolňovat transkripční faktory pro efektivní transkripci virové DNA
EBV ‐pomnožení i latence v lymfoidních tkáních ‐ během latence – genom připojen k chromozomům ‐ MEF2 – vazba do BZLF promotoru ‐ směrování HDAC/HAT → represe/aktivace transkripce
EBV - BZLF1 – exprese během indukce lytickeho cyklu – rozpad PML NBs - EBNA5- exprese během latence – žádné strukturní změny - během latence – genom připojen k interfázním chromozomům po aktivaci lytické infekce – replikace v PML NBs HHV-8 -LANA – asociace episomů s buněčnými chromosomy po aktivaci lytické infekce – replikace v PML NBs
MT
1) Skládání virového potomstva 1) Uvolnění virionů
Herpesviry: Sládání virionů už v jádře – průchod jadernou membránou → obalení
Efekt herpesvirove infekce na jadernou laminu Uvolnění virionů z jádra ‐ vypučením skrz vnitřní jadernou membránu = „primární zabalení“ Odchod nukleokapsid z jádra – doprovázen rozpadem laminové vrstvy pod vnitřní jadernou membránou
Prvně popsan IR6 protein – interaguje s jadernym laminem ‐ mutace → snižení infektivity , špatný průchod dceřiných virionů do cytoplazmy HSV‐ 1 Pro průchod virionů jaderným obalem jsou nezbytné proteiny UL 31 a UL 34 → strukturní změny v jaderné lamině a v rozložení proteinů jaderné membrány
Efekt herpesvirove infekce na jadernou laminu replikační kompartmenty → do jaderného obalu do míst, kde jsou lokalizovány proteiny UL31 a UL34
Geny pro UL31 a UL34 ‐ klíčové pro transport zrajících virionů z jádra do cytoplazmy ‐ mutace → snížení infektivity → zadržování virionů v jádře
Herpesvirové proteiny směrují buněčné proteinkinázy na jadernou laminu → fosforylace → rozvolnění laminové vrstvy MCMV – proteinkináza C HCMV – kóduje vlastní PK UL97
Efekt polyomavirove infekce na jadernou laminu Lidský polyomavirus • virovy agnoprotein (Agno) – směrován do obalu jádra ‐ váže HP1 → disociace z LBR → destabilizace jaderneho obalu
PyV – rozpad jaderne laminy během pozdni faze infekce
Děkuji za pozornost.
