2B_Virussen.pdf

# Virus classificatie en structuur Dit onderwerp behandelt de indeling van virussen op basis van hun genetisch materiaal, de aanwezigheid van een membraan, en hun specifieke structuren zoals nucleocapsiden en enveloppen, inclusief hun eigenschappen. ### 1.1 Algemene kenmerken van virussen Virussen zijn obligaat intracellulaire parasieten. Ze worden beschouwd als infectieuze deeltjes, maar missen een celstructuur en organellen. De erfelijke informatie van een virus kan bestaan uit dubbelstrengig (ds) of enkelstrengig (ss) DNA of RNA, eventueel in meerdere chromosomen. Een virus bevat altijd eiwitten. Het genetisch materiaal is verpakt in een eiwitmantel, de zogenaamde nucleocapside. Virussen kunnen 'naakt' zijn, wat betekent dat ze alleen uit een nucleocapside bestaan, of ze kunnen een envelop (een membraan) hebben. Tijdens hun levenscyclus kunnen virussen in staat zijn om te wisselen tussen DNA en RNA [2](#page=2) [3](#page=3). ### 1.2 Structuur van een virion Het virion is het infectieuze partikel van een virus [3](#page=3). #### 1.2.1 Naakte virussen Bij naakte virussen bestaat het virion uitsluitend uit de nucleocapside, die het genetisch materiaal, structurele eiwitten en nucleïnezuurbindende eiwitten bevat, eventueel aangevuld met enzymen [3](#page=3). #### 1.2.2 Virussen met een envelop Virussen met een envelop bestaan uit een nucleocapside die omgeven is door een membraan. Dit membraan bevat vaak glycoproteïnen die als receptoren fungeren en kan ook matrixeiwitten bevatten. Het membraan is afkomstig van de gastheercel [3](#page=3). #### 1.2.3 Vergelijking naakt versus enveloppe Een envelop biedt extra bescherming aan het virus. Deze membraan kan fusie met de gastheercel vergemakkelijken, terwijl naakte virussen vaker afhankelijk zijn van fagocytose. Wanneer de envelop zijn membraan verliest, is het virus niet meer infectieus. Envelopte virussen zijn doorgaans fragieler en verliezen sneller hun infectiviteit dan naakte virussen, die langer infectieus blijven. Virussen die chronische infecties veroorzaken, hebben vaak een envelop, terwijl virussen die acute infecties veroorzaken meestal naakt zijn. Een virus met een membraan zou bijvoorbeeld beschadigd kunnen raken door maagzuur, wat de infectiegraad kan verlagen. De envelop kan het virus beter beschermen tegen de immuunrespons van de gastheer [3](#page=3). ### 1.3 Afmetingen van virussen De genoomgrootte van virussen varieert aanzienlijk, van ongeveer 3 kilobasen (kb) tot meer dan 600 kb. RNA-virussen hebben over het algemeen een kleiner genoom dan DNA-virussen. De deeltjesgrootte van virussen ligt typisch tussen 20 nanometer (nm) en 100 nm [4](#page=4). > **Tip:** Door hun kleine afmetingen zijn virussen filtreerbaar, wat betekent dat ze gemakkelijk door filters gaan die bacteriën tegenhouden (bacteriële filters). Dit principe wordt gebruikt bij nanofiltratie om virusvrije eiwitoplossingen uit bloed te verkrijgen, zoals stollingsfactoren (bijvoorbeeld FVIII) [4](#page=4). ### 1.4 Voorbeelden van virusstructuren * **Bacteriofaag T4:** Dit is een type virus dat bacteriën infecteert. Het heeft een duidelijke kop, die het genetisch materiaal bevat, en een staart, die kan samentrekken om het genetisch materiaal in de cel te injecteren [5](#page=5). * **Coronavirus:** Kenmerkend door de kroonachtige structuur van de spike-eiwitten op het oppervlak. * **Influenza:** Dit virus heeft een envelop en bevat zijn genetisch materiaal in segmenten. ### 1.5 Classificatiecriteria De indeling van virussen kan op verschillende criteria gebaseerd zijn, waarbij de aard van het genoom en de aanwezigheid van een membraan medisch het meest relevant zijn. De nummering van deze criteria heeft geen intrinsieke belangrijkheid [6](#page=6). #### 1.5.1 Type genoom * **Dubbelstrengig DNA (dsDNA)** * **Enkelstrengig DNA (ssDNA)** * **Dubbelstrengig RNA (dsRNA)** * **Enkelstrengig RNA (ssRNA)**: * **Positief geconfigureerd (+ssRNA):** Functioneert direct als messenger-RNA (mRNA) [6](#page=6). * **Negatief geconfigureerd (-ssRNA):** Vereist de aanmaak van een complementaire positieve streng om als mRNA te functioneren [6](#page=6). #### 1.5.2 Virussen met intermediaire vormen Er bestaan ook virussen met een DNA- of RNA-intermediair [6](#page=6): * **Enkelstrengig RNA met DNA intermediair** * **Dubbelstrengig DNA met RNA intermediair** #### 1.5.3 Aanwezigheid van een membraan Naast het type genoom is de aanwezigheid van een membraan (envelop) een belangrijk classificatiecriterium vanuit medisch oogpunt [6](#page=6). > **Voorbeeld:** Parvovirus B19 is een voorbeeld van een virus met enkelstrengig DNA en is naakt. --- # Virale levenscyclus De virale levenscyclus beschrijft de opeenvolgende stappen die een virus doorloopt om zich te vermenigvuldigen binnen een gastheercel. ## 2. Virale levenscyclus De virale levenscyclus wordt artificieel opgedeeld in verschillende stappen, die deels simultaan kunnen verlopen, om de cyclus en aangrijpingspunten van antivirale medicatie te begrijpen [12](#page=12). ### 2.1 Adsorptie Adsorptie is de eerste stap waarbij het virus een geschikte gastheercel moet vinden. Dit proces berust op een specifieke interactie tussen een ligand op het virus en een receptor op de cel. De receptor op de cel kan een complex van koolhydraat, proteïne of lipide zijn, vaak gerelateerd aan ionpompen [12](#page=12) [13](#page=13). * **Brede herkenning/expressie:** Sommige virussen, zoals influenza, kunnen zich aan veel celtypes binden omdat hun receptor (bv. Siaalzuur) breed geëxpresseerd wordt [13](#page=13). * **Nauwe herkenning/expressie:** Andere virussen, zoals HIV, infecteren slechts specifieke celtypes omdat hun receptor (bv. CD4 met co-receptoren CCR5 of CXCR4) beperkt tot expressie komt [13](#page=13). De infecteerbaarheid van een cel wordt bepaald door de aanwezigheid van de receptor en kan gemoduleerd worden via mutaties in de receptor of het virale ligand. Antivirale vaccins werken vaak door de structuur van het virus die aan de receptor bindt, te neutraliseren [13](#page=13). > **Tip:** De receptor bepaalt de infecteerbaarheid van een cel en fungeert als een restrictiefactor [13](#page=13). ### 2.2 Penetratie Nadat adsorptie heeft plaatsgevonden, moet het virus de gastheercel binnendringen. Dit kan op verschillende manieren gebeuren [12](#page=12): * **Injectie:** Bacteriofagen injecteren hun genoom direct in de bacteriecel, waarbij het virion buiten blijft [14](#page=14). * **Membraanfusie:** Dierlijke virussen kunnen hun envelop laten fuseren met het celmembraan, waardoor het nucleocapside in het cytoplasma terechtkomt [14](#page=14). * **Fagocytose (endocytose):** Virussen kunnen ook worden opgenomen door de cel via endocytose, waarbij ze in een endosoom terechtkomen [14](#page=14). #### 2.2.1 Penetratie van influenza A virus Influenza A virus gebruikt hemagglutinine (HA) om zich aan sialzuurgroepen op de cel te binden. Het virus komt de cel binnen via fagocytose en belandt in een verzurend endosoom. Verzuring, geïnduceerd door protonen die via het M2-kanaal naar binnen gaan, zorgt voor conformationele veranderingen in HA, waardoor het een fusie-eiwit wordt. Hierdoor fuseert de virale envelop met het membraan van het fagolysosoom en komen de acht RNA-fragmenten in het cytoplasma vrij [15](#page=15). * **Toepassing:** Behandeling met neuraminidase-inhibitoren en M2-kanaalblokkerende medicatie zijn gericht tegen specifieke eiwitten van influenza [15](#page=15). > **Tip:** Het virale neuraminidase (NA) enzyme in de envelop van influenza voorkomt dat virussen aan elkaar blijven kleven [15](#page=15). ### 2.3 Expressie en replicatie van het virale genoom De replicatie en expressie van virale genomen zijn sterk afhankelijk van de aard en organisatie van het genoom wat belangrijke medische implicaties heeft [17](#page=17) [18](#page=18). #### 2.3.1 DNA-virussen dsDNA-virussen hebben een genetische samenstelling die vergelijkbaar is met onze chromosomen en maken vaak gebruik van cellulaire enzymen. Hun genoom komt meestal tot expressie in de celkern, waar het als template dient voor mRNA-afschrijving en DNA-replicatie. Uitzonderingen zijn pokkenvirussen, die ondanks hun dsDNA-genoom in het cytoplasma blijven en eigen enzymen moeten meebrengen [16](#page=16) [17](#page=17) [18](#page=18). #### 2.3.2 RNA-virussen * **ssRNA-positief:** Functioneert direct als mRNA en kan dus direct leiden tot eiwitproductie [16](#page=16) [17](#page=17). * **ssRNA-negatief:** Moet eerst worden overgeschreven in een positief georiënteerd RNA dat als mRNA dient. Dit vereist een RNA-afhankelijk RNA-polymerase, dat in het virion verpakt moet zijn omdat het in menselijke cellen niet beschikbaar is [16](#page=16) [17](#page=17). * **dsRNA:** Moet, net als ssRNA-negatief, eerst worden overgeschreven naar positief georiënteerd RNA dat als mRNA dient [16](#page=16). > **Tip:** De replicatie van RNA-virussen kan leiden tot een grote amplificatie in het aantal kopieën door herhaaldelijk kopiëren [18](#page=18). #### 2.3.3 Retrovirussen (ssRNA retrovirus) Retrovirussen hebben een positief streng genoom dat niet direct functioneert als mRNA. Het genoom wordt getransporteerd naar de kern, waar het met behulp van reverse transcriptase wordt omgezet in een dubbelstrengig DNA (dsDNA). Dit dsDNA wordt vervolgens geïntegreerd in het gastheergenoom. De expressie van dit provirus gebeurt via transcriptie door cellulaire polymerasen [16](#page=16) [17](#page=17) [31](#page=31). * **HIV:** Na fusie van het membraan komt het RNA binnen. Reverse transcriptase zet het RNA om in DNA, wat vaak fouten bevat. Het dsDNA pre-integratiecomplex integreert in het gastheer-DNA via integrase-activiteit. Transcriptie van het provirus gebeurt foutloos met behulp van cellulaire polymerasen, met mogelijkheid tot polyadenylatie en splicing [31](#page=31). #### 2.3.4 Virusspecifieke structuren als antivirale targets Verschillende virusspecifieke structuren kunnen dienen als doelwit voor antivirale medicatie: * DNA in endosoom (ongemethyleerd CpG) als PAMP voor TLR9 [17](#page=17). * ssRNA in endosoom als PAMP voor TLR7 [17](#page=17). * RNA zonder cap in cytoplasma als PAMP voor RIG-I [17](#page=17). * dsRNA (siRNA) in cytoplasma als PAMP voor TLR3 en RIG-I [17](#page=17) [18](#page=18). * DNA uiteinden in de kern die lijken op dsDNA breuken [18](#page=18). ### 2.4 Virion productie Na replicatie van het virale genoom en synthese van virale eiwitten, worden nieuwe virionen geproduceerd [22](#page=22). * **Nucleocapside auto-assembly:** Het virale genoom wordt verpakt in het capsied, wat vaak via auto-assemblage gebeurt [22](#page=22). * **Maturatie:** Dit proces leidt tot de vorming van een infectieus virion [22](#page=22). ### 2.5 Release De vrijstelling van nieuwe virions uit de geïnfecteerde cel kan op twee manieren gebeuren [23](#page=23): * **Lyse:** De cel barst open, waarbij alle virions vrijkomen. Dit leidt tot de dood van de gastheercel. Dit is kenmerkend voor de lytische levenscyclus van bacteriofagen [12](#page=12) [24](#page=24). * **Budding (af'});:** Virions worden afgesnoerd als blaasjes van het celmembraan, waardoor de cel niet direct sterft. Dit proces kan beperkt worden door factoren zoals tetherin, dat virale deeltjes aan het membraan bindt. Virussen gebruiken mechanismen zoals neuraminidase (influenza) of Vpu (HIV) om de binding aan tetherin te omzeilen [12](#page=12) [15](#page=15) [21](#page=21) [23](#page=23). #### 2.5.1 Cel-naar-cel transmissie Een belangrijke overdrachtswijze voor virussen is cel-naar-cel transmissie. Hierbij infecteert een virus de volgende cel direct, waardoor de blootstelling aan het extracellulaire milieu en daarmee aan neutraliserende antilichamen kort of afwezig is [23](#page=23). ### 2.6 Lytische levenscyclus van de bacteriofaag De lytische levenscyclus van bacteriofagen verloopt snel en resulteert in het afsterven van de bacterie. Het virale genoom komt binnen, waarna snelle aanmaak van viruspartikels plaatsvindt en de cel barst. Er bestaat een potentieel gebruik van bacteriofagen als antibiotherapie, maar resistentie kan ontstaan door mutaties in bacteriële receptoren [24](#page=24). #### 2.6.1 Kinetiek van replicatie bij bacteriofagen Bij gesynchroniseerde infectie kan de kinetiek van replicatie en het aantal vrijgelaten partikels per geïnfecteerde cel (burst size) gemeten worden. Bacteriële virussen repliceren sneller dan dierlijke virussen, waarbij de gehele replicatiecyclus binnen een uur kan plaatsvinden. Er kan onderscheid gemaakt worden tussen vroege (enzymen, regulatoren) en late (capside) eiwitten [28](#page=28). > **Voorbeeld:** Een bacteriofaag herkent de cel en injecteert zijn genoom [25](#page=25). ### 2.7 Lysogene levenscyclus van de bacteriofaag Bij de lysogene levenscyclus integreert de faag zich in het genoom van de gastheer en gaat verder als profaag. Dit maakt overdracht naar dochtercellen mogelijk zonder schade aan de gastheercel, omdat de faag wordt mee gekopieerd. Dit mechanisme, transductie, kan leiden tot de overdracht van antibioticaresistentie en toxines. Inductie door antibiotische stress kan de lysogene cyclus doorbreken [26](#page=26). > **Tip:** De lysogene cyclus maakt het mogelijk dat virussen zich repliceren zonder de gastheercel direct te doden [26](#page=26). ### 2.8 Dierlijk virus Dierlijke virussen zijn vaak minder complex dan bacteriofagen omdat ze geen celwand hoeven te penetreren. Hun replicatie verloopt over het algemeen trager, mede door compartimentalisatie (kern-cytoplasma) en de noodzaak van heen-en-weer transport. Voorbeelden zijn herpesvirussen en influenza [29](#page=29). * **Herpesvirussen:** Na penetratie en uncoating gaat het dsDNA genoom naar de kern voor replicatie en expressie. Eiwitten worden naar de kern getransporteerd voor packaging, waarna budding plaatsvindt via het kernmembraan en het cytoplasma [29](#page=29). * **Influenza:** Dit negatief streng RNA virus repliceert echter in de kern [29](#page=29). #### 2.8.1 Replicatie van Hepatitis C virus (HCV) HCV heeft een positief streng RNA genoom dat na release in het cytoplasma wordt vertaald naar één eiwit. Dit eiwit wordt vervolgens gesplitst in structurele en niet-structurele eiwitten. NS5B is het RNA-afhankelijk RNA-polymerase (RdRP) dat negatief streng kopieën aanmaakt, waarop opnieuw positief streng kopieën worden gesynthetiseerd. Replicatie van HCV vindt plaats met behulp van membranen van het endoplasmatisch reticulum [30](#page=30). > **Voorbeeld:** De NS-proteases en polymerase van HCV zijn doelwitten van antivirale medicatie [30](#page=30). ### 2.9 Interferon-gestimuleerde genen (ISG) Interferon-gestimuleerde genen (ISG) worden geïnduceerd door type I en III interferon en omvatten ongeveer 300 genen die gericht zijn op het blokkeren van virusreplicatie. Ze zijn actief tegen zowel RNA- als DNA-virussen. Voorbeelden zijn [21](#page=21): * **IFITM:** Blokkeert virusbinding en loslating uit endosomen [21](#page=21). * **ISG15:** Een ubiquitin-achtig proteïne dat de turnover-tijd van andere proteïnen verkort [21](#page=21). * **Tetherin:** Voorkomt virusloslating van het membraan [21](#page=21). * **cGAS:** Een DNA-sensor die RNA- en DNA-virusreplicatie blokkeert [21](#page=21). * **RNAse L:** Knipt viraal en cellulair RNA [21](#page=21). * **PKR:** Fosforyleert eukaryotische translatie-initiatiefactor EIF2A, waardoor eiwitsynthese stilgelegd wordt [21](#page=21). --- # Interactie van virussen met het immuunsysteem en detectie Dit onderdeel behandelt de immuunrespons tegen virale infecties, met een focus op de detectie van viraal RNA en DNA, de rol van interferon-gestimuleerde genen, en methoden voor virusdetectie zoals plaquevorming. ## 3. Interactie van virussen met het immuunsysteem en detectie ### 3.1 Eigenschappen van virussen en hun relevantie voor het immuunsysteem Virussen kunnen worden onderverdeeld in naakte en omhulde virussen, elk met verschillende eigenschappen die hun interactie met het immuunsysteem en hun verspreidingsvermogen beïnvloeden [7](#page=7) [8](#page=8). #### 3.1.1 Naakte virussen Naakte virussen komen vrij door lyse van de geïnfecteerde cel, die daarbij afsterft. Ze zijn stabiel ten opzichte van temperatuur, zuren, detergenten en uitdroging. Deze eigenschappen resulteren in een gemakkelijke verspreiding, langdurige infectieusheid, overleving in de maag en darmen, en de mogelijkheid dat humorale immuniteit (antilichamen) volstaat voor bescherming, aangezien de geïnfecteerde cellen sowieso afsterven. Antilichamen kunnen de overdracht en verspreiding van het virus effectief tegengaan [7](#page=7). #### 3.1.2 Omhulde virussen Omhulde virussen komen vrij door afsnoering van de geïnfecteerde cel, die niet noodzakelijk sterft. Hun membraan bevat glycoproteïnen, deels viraal en deels cellulair. Ze zijn labiel ten opzichte van temperatuur, zuren, detergenten en uitdroging. Gevolg hiervan is dat ze zich minder gemakkelijk verspreiden (vochtige overdracht nodig), snel niet-infectieus worden bij uitdroging, en geen overleving kennen bij passage door het maag-darmkanaal. Zowel humorale als cellulaire immuniteit zijn nodig, met name de tussenkomst van cytotoxische T-cellen voor eliminatie, aangezien persistentie intracellulair mogelijk is [8](#page=8). > **Toepassing:** Pathogeen-inactivatie van bloedeiwitten zoals factor VIII gebeurt door behandeling met zeep, wat de membranen van omhulde virussen zoals HIV, HCV en HBV beschadigt. Deze methode is niet efficiënt tegen naakte virussen [8](#page=8). ### 3.2 Virusdetectie door het immuunsysteem Het immuunsysteem beschikt over sensoren om viraal RNA en DNA te detecteren [19](#page=19). #### 3.2.1 RNA en DNA sensoren (Pathogen Recognition Receptors - PRRs) Er zijn membranaire en cytoplasmatische receptoren voor zowel RNA als DNA [19](#page=19). * **RNA receptoren:** Membranaire receptoren zoals TLR3, en cytoplasmatische receptoren zoals RIG-I en inflammasomen [19](#page=19). * **DNA receptoren:** Membranaire receptoren zoals TLR9, en cytoplasmatische DNA sensoren en inflammasomen [19](#page=19). Deze sensoren worden geactiveerd door virussen die DNA in het cytoplasma vrijstellen, zoals DNA-virussen. Ook bacteriële infecties en malariaparasieten kunnen leiden tot de vrijstelling van DNA in het cytoplasma. Het onderscheid tussen endogeen en vreemd DNA door deze receptoren is niet altijd duidelijk. Endogeen DNA kan vrijgesteld worden door celdood (damage signal) en kan bij auto-immuunziekten zoals lupus leiden tot anti-DNA responsen en antistoffen [19](#page=19). #### 3.2.2 Interferon response PAMP-receptoren (Pathogen-Associated Molecular Patterns) die door virussen worden herkend, kunnen de productie van interferonen (IFN) triggeren. Interferonen zetten de expressie aan van interferon-gestimuleerde genen (ISG) in dezelfde of andere cellen [20](#page=20). > **Tip:** De detectie van viraal RNA of DNA door PRRs is een cruciale stap in het activeren van de aangeboren immuunrespons, met de productie van interferonen als een centraal gevolg [19](#page=19) [20](#page=20). #### 3.2.3 Interferon-gestimuleerde genen (ISG) ISG worden geïnduceerd door type I en III interferonen en omvatten ongeveer 300 genen. Hun functie is gericht op het blokkeren van virusreplicatie en ze zijn actief tegen zowel RNA- als DNA-virussen [21](#page=21). Voorbeelden van ISG en hun functies: * **Interferon inducible transmembrane proteins (IFITM):** Blokkeren virusbinding en loslating uit het endosoom [21](#page=21). * **ISG15:** Een ubiquitine-achtig proteïne dat zich hecht aan andere proteïnen (ISG-ylation), wat hun turnover-tijd verkort [21](#page=21). * **Tetherin:** Voorkomt virusloslating van het membraan [21](#page=21). * **cGAS (cyclic GMP-AMP synthase):** Een DNA-sensor die virusreplicatie blokkeert [21](#page=21). * **RNAse L:** Knipt viraal en cellulair RNA [21](#page=21). * **PKR (Protein Kinase R):** Fosforyleert de eukaryote translatie-initiatiefactor EIF2A, waardoor eiwitsynthese wordt stilgelegd [21](#page=21). ### 3.3 Aantonen van virussen De detectie van virussen kan op verschillende manieren gebeuren, waarbij plaquevorming een veelgebruikte methode is [32](#page=32). #### 3.3.1 Plaquevorming Plaquevorming wordt gebruikt om virussen aan te tonen, analoog aan de groei van bacteriën op een plaat. Hierbij ontstaan plaques op de kweekbodem door de lyse van geïnfecteerde bacteriën, veroorzaakt door vrijkomende bacteriofagen. Het tellen van deze plaques geeft een indicatie van de hoeveelheid infectieuze viruspartikels [32](#page=32). #### 3.3.2 Titerbepaling De titer van een virus (aantal infectieuze partikels per volume-eenheid) kan worden bepaald door verdunningen te maken. Een hoge titer betekent dat het virus zelfs na veel verdunning nog infectieus is, terwijl een lage titer aangeeft dat het snel niet-infectieus wordt bij verdunning [33](#page=33). > **Terminologie:** Een hoge titer duidt op een grote hoeveelheid infectieuze virusdeeltjes, terwijl een lage titer wijst op een kleine hoeveelheid [33](#page=33). Lyse kan zichtbaar worden gemaakt als cytopathisch effect (CPE) bij dierlijke virussen, wat ook gebruikt kan worden voor titratie. De term 'plaque forming units' (PFU) wordt gebruikt om het aantal infectieuze deeltjes aan te duiden [33](#page=33). --- # Eigenschappen van RNA virussen en hun variabiliteit RNA virussen staan bekend om hun hoge mutatiesnelheid, de vorming van quasispecies, en de implicaties hiervan voor resistentie en diagnostiek [9](#page=9). ### 4.1 Kenmerken van RNA virussen In tegenstelling tot DNA virussen, hebben de meeste RNA virussen geen prototypische sequentie beschikbaar. Hun replicatie is afhankelijk van een viraal gecodeerd RNA-afhankelijk RNA polymerase, wat frequentere fouten bij het overschrijven veroorzaakt. Dit kan een evolutionaire strategie zijn om de variabiliteit te verhogen [9](#page=9). * **Klein genoom:** RNA virussen hebben over het algemeen een klein genoom [9](#page=9). * **Hoge mutatiesnelheid:** Ze muteren makkelijker dan DNA virussen [9](#page=9). * **Variabiliteit:** Dit leidt tot aanzienlijke variabiliteit binnen de viruspopulatie [9](#page=9). #### 4.1.1 Consensussequenties en fylogenetische analyse Hoewel er geen prototypische sequentie is, bestaan er wel consensussequenties. Deze geven de meest frequente base per positie weer. Sommige delen van het genoom zijn echter goed geconserveerd, wat essentieel kan zijn voor de functie van een eiwit (codon), de regulatie van expressie/replicatie, of de opvouwing van het genoom [9](#page=9). Vergelijkingen tussen sequenties met behulp van algoritmes maken het mogelijk om een fylogenetische boom te ontwikkelen. De afstand tussen de takken in deze boom is een maat voor de diversiteit. Dit stelt onderzoekers in staat om species en types te identificeren [9](#page=9). ### 4.2 Quasispecies en hun ontstaan Wanneer een persoon geïnfecteerd raakt met een RNA virus (bijvoorbeeld door seksuele overdracht van HIV), kan de infectie starten met één enkel virusdeeltje dat wordt overgedragen. In eerste instantie lijken alle gevonden sequenties identiek, maar na enkele dagen tot weken worden de eerste varianten al waargenomen [9](#page=9). Hierdoor ontstaat een scala aan verschillende virussen die in het lichaam van de gastheer voorkomen. Deze verzameling van varianten wordt aangeduid als een quasispecies. Hoewel er één dominante sequentie kan zijn, kan deze worden vervangen door een andere, meer succesvolle sequentie, bijvoorbeeld bij het optreden van een immuunrespons of bij het starten van antivirale therapie [9](#page=9). > **Tip:** Begrijpen van het quasispecies-concept is cruciaal voor het ontwikkelen van effectieve antivirale strategieën en het voorspellen van resistentievorming. ### 4.3 Implicaties van variabiliteit De hoge variabiliteit van RNA virussen heeft directe implicaties voor de ontwikkeling van resistentie tegen medicijnen en voor diagnostische methoden. * **Resistentie:** Mutaties kunnen leiden tot resistentie tegen antivirale middelen, waardoor de effectiviteit van medicijnen afneemt [9](#page=9). * **Diagnostiek:** De genetische diversiteit kan de betrouwbaarheid van diagnostische tests beïnvloeden, vooral als deze gericht zijn op specifieke virale sequenties die sterk kunnen variëren [9](#page=9). > **Example:** Bij HIV-infecties kan de constante evolutie van het virus binnen een patiënt leiden tot een quasispecies-populatie die resistentie ontwikkelt tegen de gestart antivirale medicatie, waardoor aanpassing van de therapie noodzakelijk wordt. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Bacteriofaag | Een virus dat bacteriën infecteert. Bacteriofagen kunnen lytische of lysogene levenscycli doorlopen en worden onderzocht voor potentiële antibiotherapie. | | Virion | Het complete, infectieuze virusdeeltje dat buiten de cel bestaat. Een virion kan bestaan uit een nucleocapside, en eventueel een envelop. | | Obligaat intracellulaire parasiet | Een organisme dat alleen kan repliceren binnen een levende gastheercel. Virussen zijn obligaat intracellulaire parasieten. | | Nucleocapside | Het deel van een virusdeeltje dat bestaat uit het genetisch materiaal (DNA of RNA) verpakt in een eiwitmantel (capside). | | Enveloppe (virale) | Een buitenste membraanlaag rondom het nucleocapside van sommige virussen, afgeleid van de gastheercelmembraan. Deze envelop kan glycoproteïnen bevatten. | | Fagocytose | Een proces waarbij cellen, zoals macrofagen, grote deeltjes, waaronder virussen, omringen en opnemen in een membraangebonden blaasje (fagosoom). | | Lyse | Het proces waarbij een cel (bijvoorbeeld een bacterie of geïnfecteerde dierlijke cel) barst en afsterft, wat vaak resulteert in de vrijlating van virusdeeltjes. | | Quasispecies | Een populatie van genetisch verwante virusdeeltjes binnen een geïnfecteerd individu, gekenmerkt door hoge genomische variabiliteit als gevolg van frequente mutaties, vooral bij RNA virussen. | | Receptor (viraal) | Een molecuul op het oppervlak van een gastheercel waaraan een virus zich specifiek bindt om infectie te initiëren. Deze binding is cruciaal voor de infecteerbaarheid van de cel. | | Capside | De eiwitmantel die het genetisch materiaal van een virus beschermt. De structuur van de capside kan variëren en is opgebouwd uit subeenheden genaamd capsomeren. | | Endocytose | Een proces waarbij de celmembraan zich om externe deeltjes heen vormt om ze de cel binnen te transporteren in membraangebonden vesikels. | | Lytische levenscyclus | Een viruslevenscyclus die leidt tot snelle replicatie van het virus en uiteindelijk de vernietiging (lyse) van de gastheercel. | | Lysogene levenscyclus | Een viruslevenscyclus waarbij het virale genoom zich integreert in het gastheergenoom en als profaag wordt meegekopieerd bij celdeling, zonder onmiddellijke celdood te veroorzaken. | | PAMP (Pathogen-Associated Molecular Pattern) | Moleculaire structuren die voorkomen op pathogenen (virussen, bacteriën) maar niet op gastheercellen. Deze worden herkend door Pattern Recognition Receptors (PRRs) van het immuunsysteem. | | Interferon-gestimuleerde genen (ISG) | Genen die tot expressie komen onder invloed van interferonen (type I en III). De eiwitten die hieruit worden gevormd, spelen een cruciale rol in de antivirale respons door virusreplicatie te blokkeren. | | Transductie | Het proces waarbij genetisch materiaal van de ene bacterie naar de andere wordt overgebracht via een bacteriofaag. Dit kan leiden tot de overdracht van eigenschappen zoals antibioticaresistentie. |