De vermeerdering van een bacterievirus(bacteriofaag)
Als voorbeeld de vermeerdering van een bacteriofaag zoals hierboven afgebeeld:worden besproken, zie ook animatie :
Daarna de verschillen die er zijn bij plantenvirussen en dierenvirussen.
Aanhechting
Na een toevallige botsing tussen faag en bacterie vindt de aanhechting of adsorptie plaats. Dit is een chemisch proces, de binding is specifiek, bij veel fagen betreft het een binding tussen de staartvezels en de bacteriecelwand. Deze binding is zo specifiek dat er zelfs binnen een bacteriesoort verschillen bestaan in aanhechtingsmogelijkheden en dus in de gevoeligheid voor een bepaalde bacteriofaag. Van deze specifieke gevoeligheid maakt men gebruik om bacteriestammen binnen een soort te typeren, de zogenaamde faagtypering. Deze wordt later apart besproken.
Het binnendringen
Na hechting injecteert de bacteriofaag zijn DNA of RNA in de bacteriecel. Hiertoe scheidt de staart een enzym af, het faaglysozyme, dat de celwand plaatselijk afbreekt. De staartschede contraheert (wordt korter) en de kern van de staart dringt door de celwand en celmembraan. Het DNA (of RNA) passeert de holle staart en dringt de cel binnen. De capside blijft bij de meeste fagen aan de buitenkant achter.
Biosynthese van de viruscomponenten
Allereerst wordt de synthese van de gastheereiwitten gestopt door:
-Een door het virus gestuurde afbraak van gastheerDNA
-Viruseiwitten die interfereren met de transcriptie (aflezen DNA naar RNA code)
-Repressie van de translatie (eiwitsynthese vanaf het RNA op de ribosomen)
Vervolgens gebruikt de faag de nucleotiden van de gastheer om zeer veel kopieën van het faagDNA te (laten) maken. Kort daarna begint de biosynthese van de faageiwitten, enzymen en structurele eiwitten voor capside, staartschede en vezels. Dit alles door middel van de ribosomen, enzymen en aminozuren van de gastheercel.
Er is een erfelijk bepaalde controle die er voor zorgt dat de synthese van de verschillende eiwitten in een bepaalde volgorde verloopt (en dus regelt in welke volgorde de verschillende stukken DNA worden overgeschreven in mRNA).
Zo worden als eerste de genen die coderen voor de zogenaamde vroege faageiwitten afgelezen, deze vroege eiwitten zijn de enzymen nodig voor de synthese van faag-DNA.
Er zijn ook late eiwitten, die daarna pas worden gemaakt, dit zijn de structuureiwitten. Enkele minuten na infectie zijn alle onderdelen van de faag in veelvoud aanwezig in de gastheercel.
Rijping (assemblage)
In de volgende serie gebeurtenissen vindt de zogenaamde rijping plaats. In dit proces wordt het virus in elkaar gezet (geassembleerd). Dit proces wordt door de producten (regeleiwitten)van bepaalde genen(regelgenen) in een vaste volgorde stapsgewijs uitgevoerd.
De faagkoppen en staarten (en andere onderdelen) worden elk apart uit eiwitdeeltjes opgebouwd. De kop wordt gevuld met DNA, en de staart wordt er aangezet. Vervolgens worden de kleinere onderdelen er nog aan geplakt.
Het vrijkomen van de virusdeeltjes
Dit gebeurt door lysis van de gastheercel. De oorzaak is de vorming van lysozyme gecodeerd door een faaggen. De vrijgekomen fagen infecteren andere gevoelige cellen in de buurt en de vermeerdering herhaalt zich in deze nieuwe cellen. De groeicurve van een bacteriofaag
Burst time
De tijd die verstrijkt tussen aanhechting en vrijkomen is de burst time en duurt gemiddeld 20-40 minuten. Burst size
Het aantal cellen dat per keer uit één enkele gastheercel ontstaat wordt de burst size genoemd(in het Nederlands ook wel plofgetal genoemd)
Hieronder worden alleen de opvallende verschillen met bacteriofagen besproken:
Binnenkomen van het virus in de plant Deze (voornamelijk RNA)virussen komen in de cel van hun gastheer terecht door kleine beschadigingen, ze dringen dus niet actief plantenweefsels binnen. Deze beschadigingen ontstaan door aanraken (tabaksplanten) of door insecten welke de virussen bij zich dragen en deze in de plant brengen door te bijten, te zuigen of te prikken. Zeer veel plantenziekten (bijvoorbeeld bij aardappels) worden zo overgebracht door insecten. Reden voor plantenziektenkundige diensten om juist de aanwezigheid van insecten in de gaten te houden en bij te grote aantallen; dit te melden aan boer en tuinder. Wanneer een plant eenmaal is geïnfecteerd kan het virus d.oor pollen of zaad op de volgende generatie overgebracht worden.
Vermeerdering van dierpathogene virussen
De basis bij virussen bij mens en dier is hetzelfde als bij de bacteriofagen. Hieronder worden vooral de verschillen met bacteriofagen besproken.
Aanhechting van een virus bij mens of dier
Deze vindt plaats d.m.v. proteïnen of glycoproteinen op de celmembraan van de gastheercel aan aanhechtingsplaatsen van het virus. Deze laatsten variëren per virusgroep. Bij adenovirussen zijn er kleine vezels op de hoeken van het veelvlak. Bij envelopvirussen zijn het de spikes. De receptorplaatsen van de gastheercel zijn (ook ) erfelijk bepaald en daarmee ook zijn gevoeligheid voor bepaalde virussen.
Binnendringen in de dierlijke cel
Dit gebeurt bij dierlijke cellen door endocytose, De gastheercel omringt het virus met zijn celmembraan en vormt vervolgens een inwendig blaasje waarin het virus zich bevindt. (tijdens dit verpakken gaat de envelop meestal verloren). In dit blaasje wordt het capside afgebroken bij de poging van de cel om de inhoud van het blaasje te verteren, het virusDNA blijft over, wordt niet verteerd maar kan nu aan de slag om zich zelf te laten vermeerderen.
Het verlaten van de gastheercel en de enveloppevorming
Deze enveloppe bestaat uit eiwit, lipiden en koolhydraten. Het eiwit wordt door het virus gecodeerd en wordt in de cytoplasmamembraan van de gastheercel ingebouwd. Als het virus door knopvorming de gastheercel verlaat krijgt hij meteen zijn enveloppe aan.
