Virology - 01 Intro to Virology

          VIROLOGY  INTRODUCTION TO VIROLOGY   OUTLINE  •   Introduction to Virology  o   Virus  o   Virion  o   Groups of Virus based on  Arrangement  o   Measuring the Size of the  Virus    •   Classification of Virus   o   Basis of Classification of Virus  o   Criteria for Virus Classification  o   Steps of Infection  •   Prions   o   Prion  o   Types    INTRODUCTION TO VIROLOGY  VIRUS  •   Intracellular organisms unable to reproduce itself outside the host cell  •   Haploid except for retrovirus  •   Energy less; do not multiply by binary fission  •   Size ranges from 20-200 nm  STRUCTURE  •   The entire infectious unit is the  virion ; internal core is the  genome  containing genetic material either RNA or DNA;  •   Capsid  protein coat surrounds the genome  •   Subunits of capsid are called  capsomeres  (icosahedral,  helical or complex)  •   Some are with envelope; those without envelope are classified as naked.  MODE OF TRANSMISSION  •   Droplet infection  •   Airborne  •   Ingestion  •   Direct contact  •   Insect borne/arthropod borne  •   Direct inoculation  •   Transplacental  RESISTANCE OF VIRUSES  •   Resistant to antimicrobials, antibacterials  •   More resistant to antibiotics than bacteria but sodium hypochlorite, formaldehyde and dilute HCL are efficient  •   Can  survive  long  periods  at  -70degC  when  freeze  dried. Killed with moist heat but are somewhat resistant to dry heat  •   UV and XRAY irradiation inactivates viruses  •   Chloroform and ether will inactivate viruses that have lipid envelope  VIRION  •   infectious unit  •   complete viral particle          PARTS OF VIRION  •   Capsid  - Protein shell or coat that encloses the  nucleic  acid genome that is  built of structural units of a virion  •   Nucleic Acid  - DNA (deoxyribonucleic acid) or RNA  (ribonucleus acid)  •   Nucleocapsid  - Nucleic acid + Capsid (Enclosed)  •   Capsomeres  - Morphological units seen on the surface of  particles and represent clusters of structure units or polypeptide  •   Envelope  - A lipid containing membrane that surrounds  some viral particles  o   It is acquired during viral maturation by a budding process through a cell membrane  o   Envelope viruses has a pleomorphic appearance inside the envelope  •   Structural Units  - Protomers are the smallest functional  unit equivalent to building units of the capsid. Basic protein that acts as building blocks of the coat  GROUPS OF VIRUS BASED ON ARRANGEMENT  •   Lysis is required for icosahedral pattern and not for helical pattern  •   Cubic symmetry  o   observed with animal viruses is  the icosahedral pattern, the most efficient arrangement for subunits in a closed shell  •   Helical symmetry  o   protein subunits are bound in a periodic way to the viral nucleic acid, winding into a helix    •   Complex Symmetry  •     MEASURING THE SIZE OF VIRUS  •   Direct observation in the electron microscopy  •   Filtration through membranes of graded porosity  •   Sedimentation in the ultracentrifuge (Svedberg Units)  •   Comparativeness measurements     

          CLASSIFICATION OF VIRUSES  BASIS OF CLASSIFICATION OF VIRUS  •   Virion morphology (size, shape, type of symmetry, presence or absence of membranes)  •   Physicochemical properties of virion (molecular mass, buoyant density, pH stability, thermal stability and susceptibility to physical and chemical agents ex. Ether and detergents)  •   Virus genome properties (type of nucleic acid, size, strandedness(single or double) , nucleotide sequence)  •   Virus protein properties  •   Genome organization and replication  •   Antigenic properties  •   Biologic properties (host range, MOT, vector relationships, pathogenicity and tissue pathology)  CRITERIA FOR VIRUS CLASSIFICATION  •   Genome type/Nuclear material: RNA or DNA  •   Number of strand single or double stranded  o   Capsid morphology  (Helical, icosahedral, or complex)   o   Envelope ( Presence or absence)   o   Site of Virion Assembly  ( nucleus or cytoplasm )  o   Baltimore Classification/Scheme  - mostly used to  distinguish different types of RNA viruses  ▪   +sense or  –sense  STEPS OF INFECTION  •   Absorption or attachment  o   Specific for cell receptors  •   Penetration  o   Direct penetration of the membrane  o   Envelope-membrane fusion  o   Endocytosis  •   Uncoating  o   Release the genome from capsid  •   RNA in cytoplasm  •   DNA in the nucleus  PRIONS  PRION  •   Is a proteinaceous infectious material  •   Structure is composed of insoluble beta pleated sheet  •   Affects NS such as fibrils and vacuole (spongy)  •   Examples  o   Transmissible spongiform encephalopathies (TSE)  ▪   Normal cellular protein (PrPc) misfolded when a portion of its α-helical coil structure refolds to a β-sheet, producing a mutant (PrPsc)  ▪   May be secreted in the urine  o   Animal infection only  ▪   Scrapie  •   Sheep  ▪   Chronic wasting disease  •   Mule, deer, and elk  ▪   Transmissible mink encephalopathy  •   Mink  ▪   Human infection- Prion diseases are a family of progressive neurodegenerative disorders that affect both humans and animals  TYPES  •   Sporadic  •   Genetic  •   Variant  •   Iatrogenic  o   Bovine spongiform encephalopathy (BSE)  ▪   Cattle  ▪   Development of variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD) from infected meat of cows with BSE  o   Kuru  ▪   Aborigines in New Guinea  o   Creutzfeldt-Jakob disease (CJD)  o   Fatal insomnia  ▪   All human as natural host  •   Symptoms  o   Dementia, memory loss, behavioral problems  o   Cerebellar ataxia and shivering-like tremor  o   Complete loss of motor and speech function  o   Death in 1 month to 1 year  •   Transmission  o   Neural tissue  o   Although there might be cases of other tissue transmission  •   Other problems  o   Survive formalin fixation  o   Very resistant to sterilization  ▪   Recommend exposure to 20,000 ppm chlorine or 1 M sodium hydroxide to inactivate prions  •