Virusopbygning og replikation

Bioteknologi A · STX · A-niveau · Mikrobiologi

🧫 Virusopbygning og replikation

Vira = ikke-cellulære patogener bestående af genetisk materiale (DNA eller RNA) omsluttet af et proteinkappe (kapsid).

Størrelse: 20-300 nm (10-100x mindre end bakterier).

Komponenter:

1.

Genom — enten DNA (dobbeltstrenget eller enkeltstrenget) eller RNA (dobbel/enkel, +/-sense).

2.

Kapsid — proteinkappe der beskytter genomet. Strukturer: ikosahedral (HIV, adenovirus), helikal (influenza), kompleks (T4-bakteriofag).

3.

Envelope (kappe) — nogle vira har desuden lipidmembran fra værtscellen + glykoproteiner (fx hemagglutinin på influenza, spike på SARS-CoV-2).

Klassifikation (Baltimore-systemet): 7 grupper baseret på genom-type.

Replikations-cyklus (typisk 5 trin):

1.

Adsorption — virus binder via specifikke receptor. Eksempel: HIV's gp120 binder CD4 på T-celler.

2.

Penetration — virus indtages (endocytose, membran-fusion).

3.

Replikation — virus-genom replikeres + virale proteiner produceres. DNA-vira (herpes, adenovirus) bruger værtens DNA-replikationsmaskineri. RNA-vira har egen RNA-polymerase. Retrovira (HIV) har revers-transkriptase som omsætter RNA → DNA, integreres i værtsgenom.

4.

Samling (assembly) — nye virion-partikler dannes.

5.

Frigivelse — lytisk (cellen sprænger) eller knopskydning (cellen overlever).

Lytisk vs. lysogen cyklus: bakteriofager kan vælge — lytisk = straks-replikation + cellesprængning, lysogen = integrerer i værtsgenom (provirus) og venter.

Eksempler

SARS-CoV-2 (RNA-virus, kappebåret med spike-protein), influenza (RNA, helikal kapsid), HIV (RNA-retrovirus, kappebåret), bakteriofag T4 (DNA, kompleks kapsid med "ben" til at injicere DNA i bakterier).

Læringsmål

• Forklare prokaryot opbygning og gram-positive vs. gram-negative bakterier
• Anvende vækstkurve (lag-, log-, stationær- og dødsfase)
• Beregne generationstid
• Skelne lytisk og lysogen viruscyklus
• Forklare antibiotika-virkningsmekanismer og resistensudvikling

Sådan kan du arbejde med emnet

• Beskriv opbygningen af en virus (kapsid, nukleinsyre, eventuel kappe)
• Forklar, hvordan en virus er afhængig af en værtscelle for at kunne replikere
• Diskutér, hvorfor vira ikke regnes som levende organismer i traditionel forstand

Eksperiment-forslag

• Tegn og navngiv strukturerne i en virion (genom, kapsid, evt. envelope) for tre forskellige virus (SARS-CoV-2, influenza, bakteriofag T4), og sammenlign deres former.
• Lav en trin-for-trin oversigt over de 5 faser i en viral replikationscyklus (adsorption, penetration, replikation, samling, frigivelse) for et selvvalgt virus.
• Forklar, hvorfor retrovira som HIV har brug for revers-transkriptase, og hvad det betyder for behandling.

Brobygning

Bakteriofager kan vælge mellem to forskellige strategier efter infektion — næste emne er 'Lytisk og lysogen cyklus'.