Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

16.2: Structuur van Virussen
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Viral Structure
 
TRANSCRIPT

16.2: Viral Structure

16.2: Structuur van Virussen

Viruses are extraordinarily diverse in shape and size, but they all have several structural features in common. All viruses have a core that contains a DNA- or RNA-based genome. The core is surrounded by a protective coat of proteins called the capsid. The capsid is composed of subunits called capsomeres. The capsid and genome-containing core are together known as the nucleocapsid.

Structural Classes of Viruses

Many criteria are used to classify viruses, including capsid design. Most viruses have icosahedral or helical capsids, although some viruses have developed more complex capsid structures. The icosahedral shape is a 20-sided, quasi-spherical structure. Rhinovirus, the virus that causes the common cold, is icosahedral. Helical (i.e., filamentous or rod-shaped) capsids are thin and linear, resembling cylinders. The nucleic acid genome fits inside the grooves of the helical capsid. Tobacco mosaic virus, a plant pathogen, is a classic example of a helical virus. Some viruses have capsids that are enclosed by an envelope of lipids and proteins outside of the capsid. This viral envelope is not produced by the virus but is acquired from the host’s cell. These envelope molecules protect the virus and mediate interactions with the host’s cells.

Viral Structure Is Critical for Infection and Immunity

The viral capsid not only protects the virus’s genome, but it also plays a critical role in interactions with host cells. For instance, capsid proteins enable infection by recognizing and binding to specific cell membrane proteins on the host cell. Capsid proteins also play an important role in uncoating the viral genome to enable replication inside the host.

Although the proteins and lipids of the capsid and envelope enable infections, these same molecules are unique to viruses and can, therefore, be used by the hosts’s immune system to detect the presence of a virus. Such elicitors of an immune response are generally known as microbe-associated molecular patterns (MAMPs). In plants, MAMPs elicit a cascade of immune responses that can both mitigate the current infection and prepare the plant for a more robust immune response in the event that it becomes infected by a similar pathogen in the future. MAMPs also induce innate immune responses in humans, including inflammation and the production of antimicrobial proteins. Some vaccines take advantage of the body’s ability to recognize MAMPs in order to confer immunity to specific viral pathogens.

Virussen zijn buitengewoon divers in vorm en grootte, maar ze hebben allemaal verschillende structurele kenmerken gemeen. Alle virussen hebben een kern die een op DNA of RNA gebaseerd genoom bevat. De kern is omgeven door een beschermende laag van eiwitten, de capside genaamd. Het capside is samengesteld uit subeenheden die capsomeren worden genoemd. De capside en de genoombevattende kern staan samen bekend als de nucleocapside.

Structurele klassen van virussen

Er worden veel criteria gebruikt om virussen te classificeren, waaronder het ontwerp van capside. De meeste virussen hebben icosaëdrische of spiraalvormige capsiden, hoewel sommige virussen complexere capsidestructuren hebben ontwikkeld. De icosaëdrische vorm is een 20-zijdige, quasi-bolvormige structuur. Rhinovirus, het virus dat verkoudheid veroorzaakt, is icosahedraal. Spiraalvormige (dwz draadvormige of staafvormige) capsiden zijn dun en lineair en lijken op cilinders. Het nucleïnezuurgenoom past in de groeven van de spiraalvormige capside. Tabaksmozaïekvirus, een plantpathogeen, is een klassiek voorbeeld van een helixvirus.Sommige virussen hebben capsiden die worden omsloten door een envelop van lipiden en eiwitten buiten de capside. Deze virale envelop wordt niet geproduceerd door het virus, maar wordt verkregen uit de gastheercel. Deze envelopmoleculen beschermen het virus en brengen interacties met de gastheercellen tot stand.

Virale structuur is cruciaal voor infectie en immuniteit

De virale capside beschermt niet alleen het genoom van het virus, maar speelt ook een cruciale rol bij interacties met gastheercellen. Capside-eiwitten maken bijvoorbeeld infectie mogelijk door specifieke celmembraaneiwitten op de gastheercel te herkennen en eraan te binden. Capside-eiwitten spelen ook een belangrijke rol bij het uncoaten van het virale genoom om replicatie in de gastheer mogelijk te maken.

Hoewel de eiwitten en lipiden van het capside en de envelop infecties mogelijk maken, zijn dezelfde moleculen uniek voor virussen en kunnen ze daarom door het immuunsysteem van de gastheren worden gebruikt om de aanwezigheid van een virus te detecteren. Dergelijke uitlokkers van een immuunresponszijn algemeen bekend als microbe-geassocieerde moleculaire patronen (MAMPs). In planten wekken MAMP's een cascade van immuunresponsen op die zowel de huidige infectie kunnen verminderen als de plant kunnen voorbereiden op een robuustere immuunrespons in het geval dat deze in de toekomst wordt geïnfecteerd door een vergelijkbare ziekteverwekker. MAMP's wekken ook aangeboren immuunresponsen op bij mensen, waaronder ontstekingen en de productie van antimicrobiële eiwitten. Sommige vaccins profiteren van het vermogen van het lichaam om MAMP's te herkennen om immuniteit te verlenen tegen specifieke virale pathogenen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter