VIRUS

INTRODUZIONE

I virus sono degli agenti infettivi di dimensioni ultramicroscopiche,costituiti da materiale genetico circondato da un rivestimento protettivo proteico, sono le forme più semplici di sostanze viventi esistenti, ed a questi seguono i batteri.

Il termine deriva dal latino virus "veleno" e venne usato per la prima volta alla fine del 19 secolo per indicare i microrganismi patogeni più piccoli dei batteri. I virus non possono essere classificati come cellule,mancando di vita autonoma. Sono privi delle strutture caratteristiche cellula - STRUTTURA DELLE CELLULE EUCARIOTE" class="text">delle cellule, quali il nucleo, il citoplasma, ecc. Sono incapaci di vita autonoma ma vivono e si riproducono nell'interno di cellule superiori animali o vegetali (virus) o di batteri (batteriofagi), utilizzando per la loro riproduzione l'apparato metabolico delle cellule ospiti.

STORIA

L'esistenza dei virus fu accertata nel 1892, quando lo scienziati Ivanovskij scoprì delle particelle microscopiche, conosciute in seguito come virus del mosaico del tabacco. Il termine virus fu attribuito a queste particelle infettive nel 1898, dal botanico olandese Beijerinck. Pochi anni dopo, anche nei batteri furono isolati dei virus, denominati batteriofagi. Nel 1935 il biochimico statunitense Stanley riuscì a cristallizzare il virus del mosaico del tabacco e dimostrò che era formato solo da un acido nucleico, l'acido ribonucleico (RNA), e da un rivestimento proteico. Negli anni Quaranta, lo sviluppo della microscopia elettronica rese possibile la visualizzazione dei virus, mentre il successivo sviluppo di centrifughe  ad alta velocità permisero di concentrare e purificare il materiale di origine virale. Lo studio dei virus negli animali raggiunse un punto cruciale negli anni Cinquanta, con lo sviluppo dei metodi di coltivazione in vitro di cellule in cui si replicavano i virus. Furono così scoperti molti nuovi ceppi virali e negli anni Sessanta e Settanta si poterono determinare le caratteristiche fisiche e chimiche della maggior parte dei virus stessi.

CARATTERISTICHE E CLASSIFICAZIONI

Può essere utile classificare i virus semplicemente considerando la natura del loro genoma. Si parla quindi di virus a DNA (desossiribovirus) a singolo o a doppio filamento e di virus a RNA (ribovirus) a singolo o a doppio filamento.

Il rivestimento proteico è detto capside e le subunità proteiche del capside capsomeri. Insieme, acido nucleico e capside formano il nucleocapside. Altri virus hanno un ulteriore involucro, lipoproteico, detto pericapside. La particella completa del virus è detta virione. I virus sono parassiti intracellulari obbligati e la loro replicazione può avvenire solo in cellule metabolicamente attive. I virus hanno forma e dimensioni molto variabili, e in base alla loro struttura possono essere suddivisi in tre gruppi: i virus isometrici, quelli bastoncellari e quelli formati dall'unione di una testa e una coda, come alcuni batteriofagi. I virus hanno dimensioni varianti dai 18 ai 300 nanometri.   

RIPRODUZIONE

Il batteriofago aderisce alla parete batterica in corrispondenza di specifica recettori per i diversi fagi, digerisce un breve tratto della parete batterica per mezzo di un enzima situato nella coda chiamato lisozima, l'involucro elicoidale della coda si contrae ed il tubo assiale di quest'ultima si inserisce nella parete batterica attraverso l'apertura; infine il DNA del fago viene iniettato nel batterio mentre il capside proteico e la coda rimangono all'esterno.

I virus che possiedono un involucro esterno penetrano nelle cellule interi, mediante la fusione del loro involucro con la membrana plasmatici, nel tratto di fusione si ha quindi il passaggio del capside e dell'acido nucleico nella cellula. Nell'interno della cellula il capside viene rimosso, da alcuni enzimi, e l'acido nucleico liberato.

I virus privi di pericapside penetrano nell'interno delle cellule tramite fagocitosi.

Una volta penetrato nell'interno della cellula, l'acido nucleico virale si replica e codifica per la sintesi delle proteine del capside utilizzando l'apparato metabolico della cellula. Le proteine di rivestimento neosintetizzate si dispongono attorno alle molecole di acido nucleico replicate formando particelle virali o virioni completi. La riproduzione dei batteriofagi nell'interno dei batteri provoca di solito la rottura o lisi delle cellule e la liberazione delle particelle virali nuove. Alcuni virus animali, come quello dell'influenza, sono invece liberati dalla cellula dopo essere stati avvolti in un tratto di membrana plasmatica (modificata per l'inserimento di proteine virali) che si evagina e poi si isola diventando il pericapside del virus.

I VIRUS IN MEDICINA

I virus rappresentano una grande sfida per le scienze mediche, in quanto ne esiste un' enorme varietà e molti di essi causano gravi malattie nell'uomo.

Malattie virali pericolose, e a volte addirittura fatali, comprendono la rabbia, l'encefalite, la poliomielite, la febbre gialla, l'epatite, la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS). Altre malattie provocate da virus sono il raffreddore, che colpisce milioni di persone ogni anno, l'influenza, il morbillo, la parotite, l'herpes, la varicella, alcune malattie respiratorie e le verruche. Altri virus come quello della rosolia, possono provocare gravi anomalie o morte del feto. Alcuni ceppi virali che infettano l'uomo sembrano essere correlati a specifiche forme di cancro. Sempre maggiori prove indicano, inoltre, che alcuni virus possono essere coinvolti in patologie come la sclerosi multipla.

IL DNA VIRALE SI INTEGRA NEL CROMOSOMA DELLA CELLULA

Non sempre l'infezione virale risulta nell'immediata moltiplicazione del virus e nella produzione della progenie virale. Alcuni virus entrano in uno stato di latenza, in cui il loro genoma è presente nella cellula infettata, ma non sono prodotte le particelle virali. Lo stato di latenza virale, fu scoperto quando cellule batteriche apparentemente non infettate, esposte ai raggi ultravioletti, produssero una progenie di batteriofagi. Gli esperimenti su queste cellule dimostrarono che il DNA virale del batteriofago può essere integrato nel cromosoma batterico; sotto forma integrata il DNA virale prende il nome di provirus. I batteriofagi che integrano il loro DNA nel cromosoma batterico sono chiamati batteriofagi lisogeni.

Quando il batterio lisogenico subisce un evento esterno traumatico (radiazioni, raggi ultravioletti) il provirus integrato si stacca dal cromosoma e riprende il ciclo autonomo di replicazione. 

VIRUS CHE TRASFORMANO LE CELLULE

Sono definite permissive le cellule in cui il virus si moltiplica ed uccide la cellula. Si definiscono invece non permissive le cellule in cui il virus può entrare ma non può replicarsi.

In una piccola percentuale di queste cellule, il DNA virale si integra nel genoma della cellula ospite, dove si replica con i cromosomi cellulari. Questo fenomeno può risultare un mutamento delle caratteristiche genetiche delle cellule non permissive, che in queste condizioni si trasformano, cioè sfuggono al controllo della crescita e proliferano in modo anomalo, trasformandosi in cellule tumorali. Il processo è chiamato trasformazione neoplastica e il virus è detto tumorale. I virus tumorali più studiati sono due virus a DNA (SV40, polioma) e uno ad RNA il retrovirus.

TRASMISSIONE E TRATTAMENTO

Per provocare nuovi casi di una malattia, i virus devono essere trasmessi da persona a persona. Molti, come quelli responsabili dell'influenza e del morbillo, sono trasmessi attraverso le vie respiratorie, nelle goccioline emesse nell'aria con starnuti e colpi di tosse. Altri ancora, come i virus della febbre gialla e i cosiddetti arbovirus, sono trasmessi tramite vettori animali come gli insetti.

L'INTERFERONE

L'interferone differisce dagli altri meccanismi di difesa per due aspetti:

è attivo soltanto contro i virus

non agisce direttamente sui virus invasori ma piuttosto stimola le stesse cellule del corpo a resistere ad essi.

Le molecole di interferone sono proteine, di cui si conoscono parecchi tipi aventi una struttura lievemente differente. Quando una cellula è invasa da un virus, libera interferone che, successivamente, interagisce con i siti recettori di membrana delle cellule circostanti. Queste cellule, così stimolate, producono enzimi antivirali che arrestano la traduzione dell' RNA messaggero virale in proteine. Sembra che bastino pochissime molecole di interferone per proteggere le cellule circostanti dalla infezione virale.

Fino a poco tempo fa l'unico interferone disponibile a scopi di ricerca era la limitata quantità raccolta da cellule di mammifero esposte a virus in coltura di tessuti. Ora, grazie allo sviluppo delle tecniche del DNA ricombinante, l'interferone viene prodotto in maggiori quantità; questa nuova disponibilità è utilizzata sia per approfondire gli usi clinici dell'interferone nel controllo delle infezioni virali che per valutare una sua eventuale efficacia in certe forme cancro.

Il solo metodo efficace per prevenire le infezioni virali è l'uso dei vaccini.

VIROSI

Le manifestazioni più frequenti e caratteristiche delle virosi sono: la sa sulle foglie di decolorazioni a chiazze (dette a mosaico) o di giallumi; l'arricciamento delle foglie; la deformazione dei rami e dei fusti o il loro accrescimento irregolare (rachitismo); la laciniatura delle foglie; la formazione di escrescenze; e la crescita anomala dei rami in ciuffi, detti scopazzi, e delle foglie in rosette. Alcune virosi come il giallume del pesco e il mosaico del tabacco, sono causa di gravi danni alle colture e per questo vengono studiate con particolare attenzione. I più comuni virus patogeni per le piante sono quello del mosaico giallo della rapa, il virus X della patata e il virus del mosaico del tabacco.

Le cellule vegetali hanno pareti cellulari rigide che le particelle virali generalmente non riescono ad attraversare; pertanto questi virus sono trasmessi soprattutto da vettori animali, come gli insetti che si cibano di vegetali infetti. Spesso i virus vengono trasmessi anche attraverso operazioni colturali ( ad es. l'innesto) o utilizzando attrezzi non sterilizzati o terricci e semi contaminati.

I virus delle piante  possono accumularsi in enormi quantità all'interno delle cellule contagiate; ad esempio, il virus del mosaico del tabacco può costituire anche il 10% del peso secco di una pianta infetta.

FONTI: Enciclopedia microsoft encarta '99

Invito alla biologia. Zanichelli

Biologia. Antonio Delfino editore

Istologia. Piccin