02B_Virussen (2).pdf

# Inleiding tot bacteriën en virussen Dit gedeelte introduceert de aard van bacteriën en virussen, met de nadruk op hun interactie met het immuunsysteem en antimicrobiële middelen, en behandelt hun basiskenmerken, classificatie, structuur en eigenschappen [1](#page=1). ### 1.1 Bacteriën: basisconcepten en aanpassingsvermogen Bacteriën worden gekenmerkt door hun aanpassingsvermogen, waarbij ze hun metabolisme en genexpressie kunnen aanpassen aan de omgeving. Dit omvat de concepten van bacteriële soortvorming en de rol van de omgeving bij het activeren van specifieke genen. Bacteriën kunnen variëren van hyperactief tot slapend, of zelfs tijdelijk "inactief", afhankelijk van omgevingsfactoren [1](#page=1). #### 1.1.1 Groei, regulatie en vereisten De groeiregulatie en de vereisten voor bacteriële groei zijn essentieel om te begrijpen hoe bacteriën reageren op antibiotica en hoe ze gedijen in specifieke niches. Belangrijke aspecten hierbij zijn exponentiële groei, quorum sensing, biofilmvorming, en de afhankelijkheid van pH en temperatuur [1](#page=1). #### 1.1.2 Genetische mechanismen Bacteriën hebben genetische mechanismen ontwikkeld die snelle mutatie, en de ontwikkeling van resistentie en virulentie mogelijk maken [1](#page=1). ### 1.2 Virussen: aard, structuur en classificatie Virussen zijn obligaat intracellulaire parasieten die voor replicatie afhankelijk zijn van een gastheercel. Ze hebben geen celstructuur of organellen [2](#page=2). #### 1.2.1 Erfelijk materiaal en structuur Het erfelijk materiaal van virussen kan RNA of DNA zijn (enkel- of dubbelstrengs), in de vorm van één of meer chromosomen. Dit genetisch materiaal wordt verpakt in een eiwitmantel, het nucleocapside. Het virion, het virale deeltje, kan naakt zijn (enkel het nucleocapside) of omgeven door een envelop, een membraan dat vaak glycoproteïnen en matrixeiwitten bevat [2](#page=2) [3](#page=3). > **Tip:** Het onderscheid tussen naakte en omhulde virussen is medisch relevant, aangezien hun stabiliteit en overlevingskansen in de omgeving sterk verschillen, wat invloed heeft op hun verspreiding en de benodigde immuunrespons [7](#page=7) [8](#page=8). #### 1.2.2 Grootte van virussen Virussen variëren in grootte van 20 nm tot 100 nm. Ze zijn kleiner dan bacteriën en kunnen alleen zichtbaar gemaakt worden met een elektronenmicroscoop. Bacteriofagen zijn voorbeelden van virussen die bacteriën infecteren [4](#page=4) [5](#page=5). #### 1.2.3 Classificatie van virussen De medisch meest relevante classificatie van virussen is gebaseerd op het type genoom (RNA of DNA) en de aanwezigheid van een membraan (envelop) [6](#page=6). ##### 1.2.3.1 Eigenschappen van naakte virussen Naakte virussen komen vrij door lyse van de geïnfecteerde cel, die daarbij sterft. Ze zijn relatief stabiel tegenover temperatuur, zuren, detergenten en uitdroging. Hierdoor verspreiden ze gemakkelijk, blijven ze infectieus bij uitdroging en kunnen ze de zure maag en basische darminhoud overleven. Humorale immuniteit is vaak voldoende voor bestrijding omdat de geïnfecteerde cellen afsterven [7](#page=7). ##### 1.2.3.2 Eigenschappen van omhulde virussen Omhulde virussen komen vrij door afsnoering van de geïnfecteerde cel, die niet noodzakelijk sterft. Ze zijn labiel ten opzichte van temperatuur, zuren, detergenten en uitdroging. Dit beperkt hun verspreiding tot grote druppels, bloed of seksueel contact. Ze zijn niet meer infectieus bij uitdroging en overleven de gastro-intestinale tractus niet. De bestrijding vereist zowel humorale als cellulaire immuniteit, aangezien ze intracellulair kunnen persisteren. Detergentbehandeling kan omhulde virussen inactiveren zonder de eiwitten te beschadigen, wat gebruikt wordt bij de zuivering van bloedeiwitten [8](#page=8). ##### 1.2.3.3 RNA virussen RNA virussen zijn in vergelijking met DNA virussen kleiner in genoom, muteren makkelijker en kunnen aanleiding geven tot quasispecies. Door hun replicatie, die afhankelijk is van een viraal gecodeerd RNA-afhankelijk RNA polymerase, maken ze frequenter fouten, wat de variabiliteit verhoogt. Vergelijking van sequenties maakt het mogelijk een fylogenetische boom te ontwikkelen die de diversiteit weergeeft. Bij infectie, bijvoorbeeld met HIV, kan een scala aan verschillende virussen (quasispecies) ontstaan binnen de gastheer [9](#page=9). > **Voorbeeld:** HIV en verwante virussen staan bekend om hun hoge mutatiesnelheid en het ontstaan van quasispecies binnen een geïnfecteerde patiënt, wat de ontwikkeling van therapie bemoeilijkt [9](#page=9). ##### 1.2.3.4 Indeling van virussen op basis van genoom De indeling van virussen op basis van hun genoomtype is medisch zeer relevant. Enkele voorbeelden van virale pathogenen bij de mens, ingedeeld naar genoomtype, zijn [10](#page=10): * **dsDNA:** Herpesviridae (bv. Herpes simplex), Papillomaviridae (bv. Papillomavirus) [10](#page=10). * **ssDNA:** Parvoviradae (bv. B-19) [10](#page=10). * **dsRNA:** Reoviridae (bv. Rotavirus) [10](#page=10). * **ssRNA (-):** Orthomyxoviridae (bv. Influenza virus), Paramyxoviridae (bv. Measles virus) [10](#page=10). * **ssRNA (+):** Picornaviridae (bv. Poliovirus), Coronaviridae (bv. Coronavirus) [10](#page=10). * **Retrovirussen:** Retroviridae (bv. HIV) [10](#page=10). * **Hepadnaviridae:** Hepatitis B [10](#page=10). #### 1.2.4 Historische context en detectie van virussen De studie van virussen begon met de ontdekking van filtreerbare agentia die voldeden aan de postulaten van Koch. De ontwikkeling van de elektronenmicroscopie, celculturen en moleculaire technieken, zoals het sequentieren van genomen, heeft een cruciale rol gespeeld in de virologische research. De eerste complete nucleotiden sequentie van een RNA genoom werd in 1976 voltooid door Walter Fiers aan de UGent, gevolgd door een DNA genoom sequentie in 1978. Recente ontwikkelingen, zoals de snelle identificatie van genomen van SARS-CoV-2 in 2019, tonen de vooruitgang in diagnostiek en onderzoek [11](#page=11). > **Tip:** De studie van bacteriële virussen, zoals bacteriofagen, vormde de basis voor veel ontwikkelingen in de moleculaire biologie [11](#page=11). --- # Virale levenscyclus en replicatie De virale levenscyclus beschrijft de reeks stappen die een virus doorloopt om zich binnen een gastheercel te vermenigvuldigen en nieuwe virionen te produceren [12](#page=12). ### 2.1 Fasen van de virale levenscyclus De virale levenscyclus kan worden opgedeeld in verschillende, deels overlappende fasen, die inzicht bieden in de mechanismen van virale infectie en mogelijke aangrijpingspunten voor antivirale therapieën [12](#page=12). #### 2.1.1 Adsorptie (binding) Adsorptie is de initiële interactie waarbij het virus zich bindt aan de gastheercel. Dit gebeurt via een specifieke receptor op het celoppervlak die interageert met een ligand op het virus [13](#page=13). * **Receptor-virusligand interactie:** Receptoren kunnen koolhydraten, glycoproteïnen of glycolipiden zijn, vaak gerelateerd aan ionkanalen [13](#page=13). * **Restrictiefactor:** De receptor bepaalt de infecteerbaarheid van een cel; een virus kan alleen een cel infecteren indien deze de juiste receptor bezit [13](#page=13). * **Specificiteit van receptoren:** Sommige receptoren komen breed tot expressie (bv. sialzuur voor influenza), terwijl andere specifiek zijn voor bepaalde celtypes (bv. CD4-co-receptor CCR5 of CXCR4 voor HIV) [13](#page=13). * **Modulatie:** Mutaties in receptoren of virale liganden kunnen de infecteerbaarheid beïnvloeden [13](#page=13). * **Vaccins:** Veel antivirale vaccins werken door de virale structuur die aan de receptor bindt, af te dekken met neutraliserende antistoffen. Een voorbeeld is het vaccin tegen hepatitis B, dat het recombinante HBs-antigeen bevat [13](#page=13). #### 2.1.2 Penetratie en uncoating Na adsorptie moet het virus de gastheercel binnendringen en zijn genetisch materiaal vrijgeven [14](#page=14). * **Bacteriofagen:** Injecteren hun genoom direct in de cel, door de celwand heen [14](#page=14). * **Dierlijke virussen:** Brengen hun nucleocapside binnen via endocytose of membraanfusie [14](#page=14). **Voorbeeld: Influenza A virus** [15](#page=15). * **Binding:** Influenza bindt aan sialzuurresiduen op oppervlakte-eiwitten van de cel. Het virale neuraminidase-enzym in de envelop voorkomt dat virussen aan elkaar klitten [15](#page=15). * **Intrede:** Het virus wordt via endocytose opgenomen in een verzurend endosoom [15](#page=15). * **Uncoating:** Protonen die door het M2-kanaal in de envelop diffunderen, induceren een conformationele verandering in hemagglutinine, waardoor het een fusogeen eiwit wordt. Dit leidt tot fusie van de virale envelop met het endosoommembraan, waarna het capside in het cytoplasma valt. Medicatie die M2-kanaal blokkeert of neuraminidase remt, kan de infectie bestrijden [15](#page=15). #### 2.1.3 Expressie en replicatie Dit omvat de transcriptie en translatie van virale genen, en de vermenigvuldiging van het virale genoom. De aard van het virale genoom (DNA/RNA, enkel- of dubbelstrengs) bepaalt de specifieke mechanismen [16](#page=16) [17](#page=17). **Expressie van viraal genoom:** * **DNA-virussen (Klasse I, II, VII):** Het genoom komt meestal tot expressie in de celkern, analoog aan gastheergenoom, met dsDNA als template. ssDNA (Klasse II) wordt eerst omgezet naar dsDNA. Klasse VII virussen maken een RNA-kopie van het DNA-genoom in het cytoplasma. Pokkenvirussen zijn uitzonderingen; ondanks een dsDNA-genoom repliceren ze in het cytoplasma en moeten ze veel eigen enzymen meebrengen [17](#page=17) [18](#page=18). * **ssRNA-virussen (Klasse IV):** Positief-georiënteerd (+ssRNA) genoom kan direct functioneren als mRNA en leiden tot eiwitproductie. Negatief-georiënteerd (-ssRNA) of dsRNA-genomen moeten eerst worden overgeschreven naar positief-georiënteerd RNA voor expressie, wat een RNA-afhankelijk RNA polymerase vereist dat in het virion aanwezig moet zijn [17](#page=17). * **Retrovirussen (Klasse VI):** Het +ssRNA-genoom wordt na uncoating niet direct vertaald, maar eerst omgezet naar DNA via reverse transcriptase, waarna het integreert in het gastheergenoom als dsDNA [17](#page=17). **Replicatie van viraal genoom:** * **DNA-virussen:** Repliceren doorgaans in de celkern, analoog aan het gastheergenoom. ssDNA (Klasse II) wordt eerst dsDNA. Pokkenvirussen (Klasse I) repliceren in het cytoplasma. Klasse VII virussen zetten een RNA-kopie van het DNA-genoom om naar een partieel dsDNA-genoom in het cytoplasma [18](#page=18). * **RNA-virussen:** Het genoom wordt gerepliceerd door een nieuw aangemaakt viraal RNA-afhankelijk RNA polymerase. Dit proces kan leiden tot aanzienlijke amplificatie van genoomkopieën [18](#page=18). * **Retrovirussen (Klasse VI):** Het geïntegreerde dsDNA proviraal genoom wordt door cellulaire polymerasen overgeschreven naar RNA [18](#page=18). **Voorbeelden van virusspecifieke structuren als antivirale targets:** * Viraal DNA in het endosoom (ongemethyleerd CpG) kan fungeren als PAMP (Pathogen-Associated Molecular Pattern) voor TLR9 [17](#page=17). * Viraal ssRNA in het endosoom is een PAMP voor TLR7 [17](#page=17). * RNA zonder 5'-cap in het cytoplasma is een PAMP voor RIG-I [17](#page=17). * dsRNA (ook als siRNA na processing door Dicer) is een PAMP voor TLR3 (in endosoom) en RIG-I [17](#page=17). * DNA-uiteinden in de kern kunnen lijken op dsDNA-breuken [18](#page=18). #### 2.1.4 Viraal genoom expressie en detectie door immuunsysteem Virussen gebruiken specifieke structuren die herkend kunnen worden door het aangeboren immuunsysteem [17](#page=17). * **Pathogen Recognition Receptors (PRR):** Receptoren zoals Toll-like receptors (TLR's) en RIG-I herkennen viraal genetisch materiaal [19](#page=19). * Membraanreceptoren (bv. TLR3 voor dsRNA, TLR9 voor DNA) [19](#page=19). * Cytoplasmatische receptoren (bv. RIG-I voor viraal RNA, cGAS voor DNA) [19](#page=19). * **PAMP's:** * Viraal RNA: dsRNA, non-capped RNA [19](#page=19). * Viraal DNA: in endosoom of cytoplasma [19](#page=19). * **Signaaltransductie:** PRR-activatie leidt tot de aanmaak van interferonen (IFN) en pro-inflammatoire cytokines via signaalroutes zoals IRF3/7 en NF-kB [19](#page=19) [20](#page=20). #### 2.1.5 Innate immune effector mechanismen: Interferon gestimuleerde genen (ISG) Interferonen (IFN) induceren de expressie van Interferon gestimuleerde genen (ISG's), die de virusreplicatie remmen [21](#page=21). * **ISG's:** Ongeveer 300 genen die actief zijn tegen zowel RNA- als DNA-virussen [21](#page=21). * **IFITM (Interferon inducible transmembrane proteins):** Blokkeren virusbinding en de vrijlating van virussen uit endosomen [21](#page=21). * **ISG15:** Een ubiquitine-achtig proteïne dat zich hecht aan andere eiwitten (ISG-ylatie), wat hun omlooptijd verkort [21](#page=21). * **Tetherin:** Voorkomt de vrijlating van virionen van het celmembraan [21](#page=21). * **cGAS (cyclic GMP-AMP synthase):** Een DNA-sensor die virusreplicatie blokkeert [21](#page=21). * **RNAseL:** Knipt viraal en cellulair RNA [21](#page=21). * **PKR:** Fosforyleert de eukaryote translatie-initiatiefactor EIF2A, wat de eiwitsynthese stillegt [21](#page=21). #### 2.1.6 Virion productie Na replicatie wordt het virale genoom verpakt in een capside om een nucleocapside te vormen, gevolgd door de assemblage en maturatie van nieuwe virionen [22](#page=22). #### 2.1.7 Release Virionen worden vrijgegeven uit de gastheercel via budding of door lyse van de cel [23](#page=23). * **Belemmering van vrijlating:** Virussen kunnen aan de producerende cel blijven hangen door binding aan receptoren (downregulatie of afknippen van de receptor, bv. CD4 bij HIV, sialzuur bij influenza) of aan tetherin (een ISG die door virale eiwitten zoals Vpu bij HIV kan worden geneutraliseerd) [23](#page=23). * **Cel-naar-cel transmissie:** De overdracht van virus van cel naar cel is een belangrijke wijze van verspreiding, waarbij het virus relatief beschermd is tegen neutraliserende antistoffen [23](#page=23). ### 2.2 Specifieke virale levenscycli #### 2.2.1 Bacteriofagen Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën infecteren en kunnen twee hoofdtypen levenscycli vertonen: de lytische en de lysogene cyclus. ##### 2.2.1.1 Lytische levenscyclus van bacteriofagen De lytische cyclus verloopt snel en resulteert in het afsterven van de bacterie [24](#page=24). * **Kinetiek:** De replicatiesnelheid en het aantal vrijgegeven infectieuze partikels per geïnfecteerde cel (burst size) kunnen zeer hoog zijn [28](#page=28). * **Genexpressie:** Er wordt onderscheid gemaakt tussen vroege eiwitten (enzymen, regulatoren) en late eiwitten (capside-eiwitten) [28](#page=28). * **Potentieel gebruik:** Bacteriofagen worden onderzocht als antibiotherapie, maar resistentie kan ontstaan door mutaties in bacteriële receptoren [24](#page=24). ##### 2.2.1.2 Temperate (lysogene) levenscyclus van bacteriofagen De lysogene cyclus maakt overdracht naar dochtercellen mogelijk zonder directe schade aan de gastheercel [26](#page=26). * **Integratie:** Het faaggenoom integreert in het bacteriële genoom en wordt een profaag [26](#page=26). * **Repressor:** Een faag-gereguleerd repressor-eiwit onderdrukt de replicatie van de faag [26](#page=26). * **Inductie:** Onder bepaalde omstandigheden (bv. stress) kan de repressor worden afgebroken, wat leidt tot inductie van de lytische cyclus [26](#page=26). * **Belang:** Transductie van antibioticaresistentiegenen en toxines kan plaatsvinden via de lysogene cyclus [26](#page=26). #### 2.2.2 Dierlijke virussen Dierlijke virussen vertonen vaak complexere levenscycli dan bacteriofagen, mede door de compartimentalisatie van de eukaryote cel [29](#page=29). * **Complexiteit:** Vaak minder complex qua penetratie dan bacteriofagen (geen celwand) [29](#page=29). * **Replicatiesnelheid:** Groeien trager door de noodzaak van transport tussen kern en cytoplasma [29](#page=29). **Voorbeeld: Herpesvirussen** [29](#page=29). * Penetratie en uncoating [29](#page=29). * Genoom naar kern; replicatie en packaging gebeuren in de kern [29](#page=29). * Expressie van mRNA in cytoplasma, eiwitsynthese, en transport van eiwitten naar de kern [29](#page=29). * Packaging in de kern, budding door het kernmembraan, en vervolgens budding door het cytoplasma voor release [29](#page=29). **Voorbeeld: Influenza virus** [29](#page=29). * Negatief-streng RNA virus, maar replicatie vindt plaats in de celkern [29](#page=29). #### 2.2.3 Expressie en replicatie van specifieke dierlijke virussen ##### 2.2.3.1 Hepatitis C virus (HCV) HCV is een positief-streng RNA virus met replicatie in het cytoplasma [30](#page=30). * **Genoom:** Het +ssRNA-genoom functioneert als mRNA na release in het cytoplasma [30](#page=30). * **Proteïne synthese:** Eén lange eiwitketen wordt gevormd, die vervolgens wordt geknipt in structurele (core, E1, E2) en niet-structurele (NS) eiwitten [30](#page=30). * **Polymerase:** NS5B is het RNA-afhankelijk RNA polymerase (RdRP) dat negatief-streng kopieën en nieuwe positief-streng kopieën aanmaakt [30](#page=30). * **Doelwitten voor therapie:** NS-proteasen en de polymerase zijn aangrijpingspunten voor antivirale medicatie [30](#page=30). * **Replicatie locatie:** Replicatie van HCV vindt plaats aan het membraan van het endoplasmatisch reticulum [30](#page=30). ##### 2.2.3.2 Human Immunodeficiency Virus (HIV) HIV is een retrovirus met een complex replicatiepatroon dat integratie in het gastheergenoom omvat [31](#page=31). * **Herkenning en fusie:** Ligand-receptor herkenning (bv. CD4, CCR5/CXCR4) leidt tot fusie van de virale envelop met de celmembranen, waarna het nucleocapside in het cytoplasma terechtkomt. Vaak gebeurt dit via endocytose met daaropvolgende membraanfusie [31](#page=31). * **Reverse transcriptie:** In het cytoplasma zet reverse transcriptase (RT) het virale RNA-genoom om naar DNA. Dit proces genereert vaak fouten [31](#page=31). * **Integratie:** Het dsDNA pre-integratiecomplex wordt geïntegreerd in het gastheergenoom door het virale integrase-enzym (IN), waarbij de LTR's (Long Terminal Repeats) een rol spelen [31](#page=31). * **Transcriptie:** Het geïntegreerde provirus wordt getranscribeerd door cellulaire polymerasen, gestuurd door de 5' LTR-promotoractiviteit. Dit proces verloopt foutloos [31](#page=31). * **RNA processing:** Polyadenylatie wordt geregeld door de 3' LTR, en splicing is mogelijk. Zowel gespliced als ongespliced RNA codeert voor eiwitten; het ongespliced RNA dient ook als genoom [31](#page=31). * **Release:** Budding vindt plaats aan het celmembraan [31](#page=31). --- # Detectie en immuunrespons op virale infecties Deze sectie beschrijft de methoden voor het aantonen van virussen, de rol van pathogen recognition receptors (PAMP-R) en de mechanismen van de aangeboren immuunrespons, met specifieke aandacht voor interferonen en interferon-gestimuleerde genen (ISG). ### 3.1 Pathogen recognition receptors (PAMP-R) Pathogen recognition receptors (PAMP-R) spelen een cruciale rol bij het herkennen van virale infecties door het immuunsysteem. Naast membraangebonden receptoren zoals TLR3, zijn er ook cytoplasmatische receptoren zoals RIG-I en inflammasomen die virale componenten kunnen detecteren. Ook voor viraal DNA bestaan er zowel membraangebonden (TLR9) als cytoplasmatische receptoren. Wanneer deze PAMP-R getriggerd worden door viraal materiaal, activeren ze signaalcascades die leiden tot de productie van interferonen (IFN) en de expressie van interferon-gestimuleerde genen (ISG) [19](#page=19) [20](#page=20). ### 3.2 Aangeboren immuunrespons: Interferonen en ISG De aangeboren immuunrespons op virale infecties wordt sterk gemedieerd door interferonen (IFN) en interferon-gestimuleerde genen (ISG) [20](#page=20). #### 3.2.1 Rol van interferonen Type I en type III interferonen spelen een sleutelrol in het induceren van ISG. Interferonen kunnen niet alleen de cellen waaraan ze worden afgegeven, maar ook naburige cellen beïnvloeden, waardoor een breed antiviraal effect wordt bewerkstelligd [20](#page=20) [21](#page=21). #### 3.2.2 Interferon-gestimuleerde genen (ISG) ISG omvatten ongeveer 300 genen waarvan de voornaamste functie is het blokkeren van virusreplicatie. Deze genen zijn werkzaam tegen zowel RNA- als DNA-virussen. Enkele belangrijke voorbeelden van ISG en hun functies zijn [21](#page=21): * **Interferon inducible transmembrane proteins (IFITM):** Deze eiwitten interfereren met de binding van virussen aan de cel en de loslating van het virus uit het endosoom [21](#page=21). * **ISG15:** Dit is een ubiquitine-achtig eiwit dat zich kan hechten aan andere proteïnen (ISG-ylation). Dit proces kan de omzettingstijd van deze eiwitten verkorten [21](#page=21). * **Tetherin:** Dit eiwit verhindert de loslating van nieuwe virusdeeltjes van het celmembraan. Dit mechanisme staat in contrast met de werking van neuraminidase (zie slide 16 in de oorspronkelijke context, niet direct beschikbaar in dit fragment) [21](#page=21). * **cGAS (cyclic GMP-AMP cyclase):** Dit is een DNA-sensor die de replicatie van zowel RNA- als DNA-virussen kan blokkeren [21](#page=21). * **RNAseL:** Dit enzym knipt zowel viraal als cellulair RNA [21](#page=21). * **PKR:** Dit eiwit fosforyleert de eukaryotische translatie-initiatiefactor EIF2A, wat leidt tot het stilleggen van de eiwitsynthese [21](#page=21). > **Tip:** Begrip van de werking van ISG is cruciaal voor het begrijpen van de cellulaire eerste verdedigingslinie tegen virussen. Ze demonstreren de complexe en gecoördineerde respons van het immuunsysteem. ### 3.3 Aantonen van virussen De detectie van virussen kan op verschillende manieren gebeuren. Een veelgebruikte methode om de activiteit van virussen te visualiseren, is door middel van technieken die lyses van cellen zichtbaar maken [32](#page=32) [33](#page=33). #### 3.3.1 Plaques en cytopathisch effect Bij dierlijke virussen kan dit resulteren in "plaque forming units" of een waarneembaar cytopathisch effect. Een plaque is een gebied van lysis op een celcultuur waar virussen zich hebben gerepliceerd en cellen hebben gedood. De grootte en het aantal plaques zijn indicatief voor de titer (concentratie) van het virus in een monster. Een hogere virusconcentratie zal leiden tot meer plaques of grotere lysisgebieden [33](#page=33). > **Example:** Bij het testen van een virusmonster wordt een verdunningsreeks gemaakt en op een celcultuur aangebracht. Na incubatie worden plaques geteld. De titer wordt dan berekend op basis van het aantal plaques in de meest geschikte verdunning, wat de concentratie aan infectieuze virusdeeltjes aangeeft. --- ## 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 | |------|------------| | Bacterie | Eencellige micro-organismen zonder celkern die zich kunnen vermenigvuldigen en verschillende metabolische functies kunnen uitvoeren, vaak afhankelijk van de omgeving en in staat tot snelle mutatie en resistentieontwikkeling. | | Virus | Een obligaat intracellulaire parasiet die geen celstructuur bezit en afhankelijk is van een gastheercel voor replicatie. Virussen bestaan uit erfelijk materiaal (RNA of DNA) verpakt in een eiwitmantel, en kunnen naakt zijn of een envelop hebben. | | Immuun systeem | Het biologische systeem dat een organisme beschermt tegen ziekteverwekkers en ziekten. Het omvat een complex netwerk van cellen, weefsels en organen die samenwerken om vreemde stoffen te identificeren en te elimineren. | | Antimicrobiële middelen | Stoffen die micro-organismen, zoals bacteriën, virussen, schimmels en parasieten, doden of hun groei remmen. Dit omvat antibiotica voor bacteriën en antivirale middelen voor virussen. | | Taxonomie | De wetenschap van het classificeren en benoemen van organismen op basis van hun gedeelde kenmerken en evolutionaire relaties. Bij bacteriën helpt dit bij het begrijpen van hun diversiteit en eigenschappen. | | Artificiële minimale bacterie | Een theoretisch concept van een bacterie met het absoluut noodzakelijke aantal genen om te overleven en te repliceren, wat inzicht geeft in de fundamentele levensprocessen van bacteriën. | | Groeiregulatie | Het proces waarbij de groei en vermenigvuldiging van bacteriën wordt gecontroleerd. Dit omvat factoren zoals beschikbare voedingsstoffen, temperatuur, pH en de aanwezigheid van signalen zoals quorum sensing. | | Exponentiële groei | Een patroon van groei waarbij de populatiegrootte met een constante factor per tijdsinterval toeneemt, wat leidt tot een snelle en dramatische toename in aantal, typisch voor bacteriën onder optimale omstandigheden. | | Quorum sensing | Een communicatiemechanisme waarmee bacteriën de dichtheid van hun populatie kunnen monitoren en hun gedrag collectief kunnen coördineren, zoals het vormen van biofilms of het produceren van virulence factoren. | | Biofilm | Een gestructureerde gemeenschap van micro-organismen die aan een oppervlak is vastgehecht en ingebed in een zelfgeproduceerde polymere matrix, wat bescherming biedt tegen omgevingsfactoren en het immuunsysteem. | | Resistentie | Het vermogen van een bacterie of virus om te overleven en zich te vermenigvuldigen ondanks de aanwezigheid van een middel dat normaal gesproken hun groei zou remmen of doden, zoals antibiotica of antivirale medicatie. | | Virulentie | De mate waarin een pathogeen in staat is om ziekte te veroorzaken, gemeten aan de hand van de ernst van de symptomen en de sterfte. Het is gerelateerd aan de eigenschappen van het pathogeen die de infectie, verspreiding en schade aan de gastheer bevorderen. | | Levenscyclus van virussen | De reeks gebeurtenissen die een virus doorloopt vanaf het moment dat het een gastheercel infecteert tot het moment dat nieuwe virionen worden vrijgegeven en nieuwe cellen kunnen infecteren. Dit omvat stappen als adsorptie, penetratie, replicatie en assemblage. | | Aangeboren immuun systeem | Het deel van het immuunsysteem dat een niet-specifieke, directe verdediging biedt tegen ziekteverwekkers. Het omvat fysieke barrières, cellulaire reacties zoals fagocytose en de productie van ontstekingsmediatoren. | | Latentie | Een fase in de levenscyclus van sommige virussen waarin het virale genoom in de gastheercel aanwezig is zonder actieve replicatie of productie van nieuwe virussen, wat kan leiden tot een langdurige infectie. | | Oncogene transformatie | Het proces waarbij normale cellen veranderen in kankercellen, vaak geïnduceerd door virussen die genetisch materiaal in het genoom van de gastheercel integreren en de celcyclusregulatie verstoren. | | Obligaat intracellulaire parasiet | Een organisme dat alleen kan overleven en repliceren binnen de cellen van een andere, levende gastheer. Virussen zijn hiervan een primair voorbeeld. | | Genoom | Het volledige genetische materiaal van een organisme, inclusief alle genen en niet-coderende DNA- of RNA-sequenties. Bij virussen kan dit RNA of DNA zijn, enkel- of dubbelstrengs. | | Nucleocapside | Het complex dat bestaat uit het virale genoom (RNA of DNA) en de eiwitten die het genoom beschermen en stabiliseren, zoals structurele eiwitten en nucleïnezuur-bindende eiwitten. | | Enveloppe | Een buitenste membraanlaag rondom het nucleocapside van sommige virussen, afkomstig van de gastheercelmembraan tijdens het afsnoeringsproces. Deze envelop bevat vaak virale glycoproteïnen die een rol spelen bij de binding aan gastheercellen. | | Virion | Een volledig ontwikkeld virusdeeltje, bestaande uit het virale genoom verpakt in een eiwitmantel (nucleocapside), en mogelijk ook omgeven door een envelop. Het virion is de infectieuze vorm van het virus. | | Naakte virussen | Virussen die geen buitenste envelopmembraan hebben. Ze bestaan alleen uit een nucleocapside dat het genetisch materiaal bevat. | | Virussen met enveloppe | Virussen die een buitenste lipide-envelop bezitten rondom hun nucleocapside. Deze envelop is afkomstig van de gastheercelmembraan en bevat vaak virale eiwitten zoals glycoproteïnen. | | Glycoproteïnen | Eiwitten die covalent gebonden zijn aan koolhydraatketens. Bij virussen met een envelop zijn glycoproteïnen vaak op het oppervlak aanwezig en fungeren ze als receptoren voor binding aan gastheercellen. | | Matrix eiwitten | Eiwitten die zich onder de envelopmembraan van een virus bevinden en stabiliteit bieden, of een rol spelen bij de assemblage en afsnoering van het virusdeeltje. | | Genoomgrootte | De totale lengte van het genetisch materiaal van een virus, meestal uitgedrukt in kilobases (kb) of megabases (Mb). De grootte van het genoom varieert sterk tussen verschillende virussoorten. | | Bacteriofaag | Een virus dat specifiek bacteriën infecteert. Bacteriofagen zijn belangrijk in de moleculaire biologie en worden onderzocht als potentiële therapieën tegen bacteriële infecties. | | Lyse | Het proces waarbij een cel barst en uiteenvalt, wat kan worden veroorzaakt door virale replicatie of door externe factoren. Dit leidt tot de dood van de geïnfecteerde cel. | | Humorale immuniteit | Een tak van het immuunsysteem die afhankelijk is van antilichamen, geproduceerd door B-cellen, om pathogenen buiten de cellen te neutraliseren. | | Cytotoxische cellen | Immuuncellen, zoals CD8+ T-cellen en NK-cellen, die geïnfecteerde of abnormale cellen kunnen herkennen en doden. | | Afsnoering | Het proces waarbij een virusdeeltje zich losmaakt van de geïnfecteerde gastheercel door een deel van de celmembraan te omhullen, waardoor het virus een envelop verkrijgt. | | Gastro-intestinale tractus | Het spijsverteringskanaal, bestaande uit de mond, slokdarm, maag, dunne darm en dikke darm, waarin voedsel wordt verteerd en voedingsstoffen worden opgenomen. | | Cellulaire immuniteit | Een tak van het immuunsysteem die wordt gemedieerd door cellen, zoals T-cellen, die direct betrokken zijn bij het herkennen en elimineren van geïnfecteerde cellen of kankercellen. | | Pathogeen-inactivatie | Een proces waarbij de infectiositeit van een pathogeen, zoals een virus, wordt vernietigd zonder de biologische activiteit van andere componenten, zoals eiwitten, significant te beïnvloeden. | | Solvens detergens methode | Een methode voor pathogeen-inactivatie die gebruik maakt van oplosmiddelen en detergenten om de lipide-envelop van virussen te beschadigen en hun infectiositeit te vernietigen. | | RNA virussen | Virussen waarvan het genetisch materiaal bestaat uit RNA. Deze virussen zijn vaak gevoeliger voor mutaties dan DNA-virussen vanwege de aard van hun replicatie-enzymen. | | DNA virussen | Virussen waarvan het genetisch materiaal bestaat uit DNA. Deze virussen repliceren hun genoom meestal in de kern van de gastheercel. | | Quasispecies | Een populatie van virussen die genetisch nauw verwante, maar niet identieke, varianten bevat. Dit fenomeen treedt vaak op bij RNA-virussen als gevolg van hoge mutatiesnelheden. | | Fylogenetische boom | Een diagram dat de evolutionaire relaties tussen verschillende soorten of genomen weergeeft, gebaseerd op vergelijkingen van genetische sequenties. De lengte van de takken geeft de mate van variatie aan. | | Moleculaire biologie | Het vakgebied dat de structuur en functie van biologische macromoleculen, zoals DNA, RNA en eiwitten, bestudeert op moleculair niveau. Studie van bacteriofagen was cruciaal voor de ontwikkeling ervan. | | Celcultuur | Het proces van het kweken van cellen buiten het lichaam in een gecontroleerde laboratoriumomgeving. Dit is essentieel voor het bestuderen van virale replicatie en het ontwikkelen van vaccins. | | Reverse transcriptase | Een viraal enzym dat wordt gebruikt door retrovirussen (zoals HIV) om RNA om te zetten in DNA. Dit is een cruciaal proces voor de integratie van het virale genoom in het gastheergenoom. | | Nucleotiden sequentie | De volgorde van de nucleotiden (A, T, C, G of U) in een DNA- of RNA-molecuul. Het bepalen van deze sequentie is essentieel voor het begrijpen van de genetische code en de structuur van virussen. | | Virale levenscyclus | Het volledige proces van hoe een virus zich reproduceert, beginnend met de infectie van een gastheercel tot de vrijlating van nieuwe virusdeeltjes. | | Adsorptie | De eerste stap in de virale levenscyclus, waarbij het virusdeeltje zich bindt aan specifieke receptoren op het oppervlak van de gastheercel. Deze binding is essentieel voor de infectie. | | Receptor-virusligand interactie | De specifieke binding tussen een molecuul op het virus (ligand) en een molecuul op de gastheercel (receptor), die bepaalt welke cellen een virus kan infecteren. | | Restrictiefactor | Een cellulaire factor die de replicatie van een virus in die cel kan beperken of voorkomen, ondanks de aanwezigheid van de virale receptor. | | Neutraliserende antistoffen | Antilichamen die de infectiositeit van een virus kunnen neutraliseren door de binding van het virus aan gastheercellen te blokkeren. Vaccins zijn vaak ontworpen om deze antistoffen te produceren. | | Penetrati | De stap in de virale levenscyclus waarbij het virale genoom of het gehele virion de gastheercel binnendringt, via mechanismen zoals injectie, endocytose of membraanfusie. | | Endocytose | Een proces waarbij de celmembraan deeltjes van buitenaf omsluit en naar binnen brengt in de cel in de vorm van blaasjes. Dit is een veelgebruikte manier voor virussen om de cel binnen te komen. | | Membraanfusie | Een proces waarbij de envelop van een virus fuseert met de celmembraan van de gastheercel, waardoor het virale genoom of nucleocapside direct in het cytoplasma van de cel terechtkomt. | | Uncoating | Het proces waarbij de eiwitmantel (capside) van een virus wordt afgebroken, waardoor het virale genoom vrijkomt in het cytoplasma of de kern van de gastheercel. | | Neuraminidase | Een enzym dat voorkomt in de envelop van influenzavirussen. Het breekt sialinezuur residuen af, wat helpt voorkomen dat virusdeeltjes aan elkaar en aan de cel hechten, en faciliteert de verspreiding. | | Neuraminidase inhibitoren | Geneesmiddelen die de activiteit van neuraminidase remmen, waardoor de verspreiding van influenzavirussen wordt beperkt. | | M2 kanaal | Een ionkanaal in de envelop van influenzavirussen. Het speelt een rol bij de verzuring van het endosoom, wat leidt tot conformationele veranderingen in hemagglutinine en membraanfusie. | | Expressie | Het proces waarbij de genetische informatie in het virale genoom wordt omgezet in functionele eiwitten en andere moleculen die nodig zijn voor virale replicatie en assemblage. | | Replicatie | Het proces waarbij het virale genoom wordt gekopieerd om nieuwe genetische informatie te produceren voor de productie van nieuwe virusdeeltjes. | | Virostatica | Geneesmiddelen die de replicatie van virussen remmen of de verspreiding ervan voorkomen, zonder noodzakelijkerwijs de virussen te doden. | | PAMP (Pathogen-Associated Molecular Pattern) | Moleculaire structuren die worden aangetroffen op pathogenen maar niet op gastheercellen. Het immuunsysteem herkent PAMPs via specifieke receptoren om een immuunrespons te activeren. | | TLR (Toll-like receptor) | Een type receptor op immuuncellen die PAMPs herkent, wat leidt tot de activering van de aangeboren immuunrespons, inclusief de productie van interferonen. | | RIG-I (Retinoic acid-inducible gene I) | Een cytoplasmatische receptor die viraal RNA herkent en een immuunrespons activeert, met name de productie van interferonen. | | Dicer | Een enzym dat dsRNA (double-stranded RNA) verwerkt tot kleinere siRNA-moleculen (small interfering RNA), die een rol spelen bij RNA-interferentie en de regulatie van genexpressie. | | siRNA (small interfering RNA) | Kleine RNA-moleculen die betrokken zijn bij RNA-interferentie, een mechanisme dat wordt gebruikt om genexpressie te onderdrukken, vaak als reactie op virale infecties. | | Viraal partikel | Een intact virusdeeltje dat buiten de cel bestaat. Het is de eenheid die wordt overgedragen van de ene cel of gastheer naar de andere. | | Assemblage | Het proces waarbij de componenten van een nieuw virusdeeltje, zoals het genoom, de eiwitmantel en eventuele envelop-eiwitten, samenkomen om functionele virionen te vormen. | | Budding | Een proces waarbij virussen de gastheercel verlaten door zich af te snoeren van de celmembraan, waarbij ze een deel van de membraan als envelop meenemen. | | Lyse | Het proces waarbij een cel barst en inhoud vrijgeeft, vaak veroorzaakt door virale infectie, wat leidt tot de vernietiging van de cel. | | Plaque forming units (PFU) | Een maat voor de concentratie van infectieuze virusdeeltjes in een monster, gebaseerd op het aantal plaques (gebieden van cellysis) dat wordt gevormd op een laag van gastheercellen. | | Cytopathisch effect (CPE) | Veranderingen in gastheercellen veroorzaakt door virale infectie, die zichtbaar zijn onder de microscoop en kunnen leiden tot cellysis, aggregatie of andere morfologische veranderingen. | | Lytische levenscyclus | Een type virale levenscyclus waarin het virus zich snel vermenigvuldigt, de gastheercel vernietigt door lyse en nieuwe virusdeeltjes vrijgeeft. | | Bacteriofaag | Een virus dat specifiek bacteriën infecteert. | | Lysogene levenscyclus | Een type virale levenscyclus bij bacteriofagen waarin het virale genoom zich integreert in het bacteriële genoom en wordt doorgegeven aan dochtercellen zonder de cel onmiddellijk te doden. | | Transductie | Het proces waarbij genetisch materiaal van de ene bacterie naar de andere wordt overgebracht door middel van een bacteriofaag. | | Temperate bacteriofaag | Een bacteriofaag die zowel een lytische als een lysogene levenscyclus kan doorlopen. | | Kinetiek | De studie van de snelheid en de factoren die de snelheid van chemische of biologische processen beïnvloeden. Bij virussen verwijst het naar de snelheid van replicatie en het vrijkomen van virusdeeltjes. | | Burst size | Het gemiddelde aantal infectieuze virusdeeltjes dat wordt geproduceerd en vrijgegeven per geïnfecteerde gastheercel tijdens een lytische cyclus. | | Vroege eiwitten | Virale eiwitten die vroeg in de replicatiecyclus worden gesynthetiseerd en vaak betrokken zijn bij de replicatie van het virale genoom of de regulatie van de genexpressie. | | Late eiwitten | Virale eiwitten die later in de replicatiecyclus worden gesynthetiseerd en vaak de structurele componenten van het virion vormen, zoals de capside-eiwitten. | | Dierlijk virus | Een virus dat dieren infecteert. De levenscyclus kan variëren afhankelijk van het type virus en de gastheercel. | | Compartimentalisatie | De aanwezigheid van gescheiden functionele ruimtes binnen een cel, zoals de kern en het cytoplasma, die verschillende biochemische reacties mogelijk maken. Dit beïnvloedt de snelheid en het verloop van virale replicatie. | | Kern | Het celonderdeel dat het genetisch materiaal van eukaryote cellen bevat en waar veel processen van DNA-replicatie en transcriptie plaatsvinden. | | Cytoplasma | Het deel van de cel dat zich buiten de kern bevindt en de celorganellen bevat. Het is de plaats waar veel processen van eiwitsynthese en virale replicatie plaatsvinden. | | mRNA (messenger RNA) | Een type RNA dat de genetische code van DNA kopieert en naar de ribosomen transporteert om de synthese van eiwitten te sturen. | | RdRP (RNA-dependent RNA polymerase) | Een enzym dat RNA als template gebruikt om nieuwe RNA-moleculen te synthetiseren. Dit is essentieel voor de replicatie van veel RNA-virussen. | | Endoplasmatisch reticulum (ER) | Een netwerk van membranen binnen de cel dat betrokken is bij de synthese, modificatie en transport van eiwitten en lipiden. Virale replicatie kan hier plaatsvinden. | | Integrase | Een viraal enzym dat de integratie van het virale DNA in het genoom van de gastheercel katalyseert, zoals bij retrovirussen. | | LTR (Long Terminal Repeat) | Sequenties aan de uiteinden van het genoom van retrovirussen die een rol spelen bij de integratie in het gastheergenoom en de regulatie van de transcriptie. | | Promotor | Een DNA-sequentie die aangeeft waar transcriptie moet beginnen. LTRs kunnen als promotor dienen voor virale genen. | | Polyadenylatie | Het proces waarbij een reeks adenine-nucleotiden aan het 3'-uiteinde van een mRNA-molecuul wordt toegevoegd, wat stabiliteit en efficiënte translatie bevordert. | | Splicing | Een proces waarbij niet-coderende sequenties (intronen) uit een precursor mRNA worden verwijderd en de coderende sequenties (exonen) worden samengevoegd om een volwassen mRNA te vormen. | | Innate immune effector mechanism | De mechanismen die het aangeboren immuunsysteem gebruikt om pathogenen te bestrijden, zoals ontsteking, fagocytose en de productie van interferonen. | | Interferon (IFN) | Een groep eiwitten die door immuuncellen worden geproduceerd als reactie op virale infecties. Interferonen stimuleren de afweer van cellen tegen virussen en moduleren de immuunrespons. | | Interferon gestimuleerde genen (ISG) | Genen die worden geactiveerd door interferonen en coderen voor eiwitten die de virusreplicatie blokkeren en de immuunrespons versterken. | | IFITM (Interferon inducible transmembrane proteins) | Een klasse van eiwitten die door interferonen worden geïnduceerd en een rol spelen bij de blokkering van viruspenetratie en -loslating. | | ISG15 | Een eiwit dat door interferonen wordt geïnduceerd en, net als ubiquitine, aan andere eiwitten kan worden gehecht (ISG-ylatie), wat hun stabiliteit en functie beïnvloedt. | | Tetherin | Een door interferonen geïnduceerd eiwit dat de vrijlating van nieuwe virusdeeltjes uit de gastheercel voorkomt door ze aan het celmembraan te binden. | | cGAS (cyclic GMP-AMP cyclase) | Een cytoplasmatische DNA-sensor die bij detectie van DNA in het cytoplasma de productie van cyclisch GMP-AMP (cGAMP) activeert, wat een immuunrespons triggert. | | RNAseL | Een enzym dat RNA's knipt, zowel viraal als cellulair RNA, en een rol speelt in de antivirale respons geïnduceerd door interferonen. | | PKR (Protein Kinase R) | Een eiwitkinase dat door interferonen wordt geactiveerd en de eiwitsynthese in de cel remt door de translatie-initiatiefactor EIF2A te fosforyleren, wat virale eiwitproductie stopt. | | Pathogen recognition | Het proces waarbij het immuunsysteem structuren op ziekteverwekkers herkent die afwezig zijn op lichaamseigen cellen, wat leidt tot de activatie van immuunrespons. | | DNA sensor | Moleculaire sensoren in cellen die aanwezigheid van DNA detecteren, zowel van bacteriële als virale oorsprong, en een immuunrespons initiëren. | | RNA sensor | Moleculaire sensoren in cellen die de aanwezigheid van viraal RNA detecteren en een immuunrespons, zoals de productie van interferonen, activeren. | | Virale productie | Het proces waarbij nieuwe, infectieuze virusdeeltjes worden gevormd binnen de geïnfecteerde gastheercel, inclusief assemblage van het genoom in de capside en de vorming van het complete virion. | | Vrijlating | Het proces waarbij nieuwe, volledig gevormde virusdeeltjes de geïnfecteerde gastheercel verlaten om andere cellen te infecteren. Dit kan gebeuren via lyse of afsnoering. |