background image

1

 

 

Chemical Composition of Viruses                                   lec2                                                   virology 

Viral Protein 

The structural proteins of viruses have several important functions.  

1- To facilitate transfer of the viral nucleic acid from one host cell to another. 

2- To protect the viral genome against inactivation by nucleases. 

3- Participate in the attachment of the virus particle to a susceptible cell.  

4- Provide the structural symmetry of the virus particle. 

5- Determine the antigenic characteristics of the virus 

6-Some surface proteins may also exhibit specific activities, eg, influenza virus hemagglutinin 
that agglutinates red blood cells. 

7- Some viruses carry enzymes (proteins:Trypsin) are essential for the initiation of the viral 
replicative cycle 

)

  influenza virus( 

Viral Nucleic Acid  

Viruses contain a single kind of nucleic acid either DNA or RNA single or double-stranded, 
circular or linear that encodes the genetic information necessary for replication of the virus. 

The size of the viral DNA genome ranges from 3.2 kbp (hepadna-viruses) to 375 kbp 
(poxviruses). The size of the viral RNA genome ranges from about 7 kb (some picornaviruses 
and astro-viruses) to 30 kb (coronaviruses). Viral nucleic acid may be characterized by its G + C 
content. DNA viral genomes can be analyzed and compared using restriction endonucleases 
(enzymes that cleave DNA at specific nucleotide sequences). Each genome will yield a 
characteristic pattern of DNA fragments after cleavage with a particular enzyme.  

Viral Lipid Envelopes 

Some viruses contain lipid envelopes as a part of their structure (eg, Sindbis virus(. The lipid is 
acquired when the viral nucleocapsid buds through a cellular membrane in the course of 
maturation. Budding occurs only at sites where virus-specific proteins have been inserted into 
the host cell membrane. The specific phospholipid composition of a virion envelope is 
determined by the specific type of cell membrane involved in the budding process. For 
example, herpesviruses bud through the nuclear membrane of the host cell, and the 
phospholipid composition of the purified virus reflects the lipids of the nuclear membrane. 


background image

2

 

 

Lipid-containing viruses are sensitive to treatment with ether and other organic solvents, 
indicating that disruption or loss of lipid results in loss of infectivity.  

Non-lipid-containing viruses are generally resistant to Ether. 

 

 

Viral Glycoproteins 

Viral envelopes contain glycoproteins. The envelope glycoproteins are virus-encoded. 
However, the sugars added to viral glycoproteins often reflect the host cell in which the virus 
is grown. 

1- It is the surface glycoproteins of an enveloped virus that attach the virus particle to a target 
cell by interacting with a cellular receptor.  

2- They are also often involved in the membrane fusion step of 
infection.  

3- The glycoproteins are also important viral antigens.  

4- As a result of their position at the outer surface of the virion, they 
are frequently involved in the interaction of the virus particle with 
neutralizing antibody. 

5- Extensive glycosylation of viral surface proteins may prevent 
effective neutralization of a virus particle by specific antibody.  

 


background image

3

 

 

Cultivation & Assay of Viruses 

Cultivation of Viruses 

Many viruses can be grown in cell cultures or in fertile eggs under strictly controlled 
conditions. Growth of virus in animals is still used for the primary isolation of certain viruses 
and for studies of the pathogenesis of viral diseases and of viral oncogenesis. 

There are three basic types of cell cultures.  

Primary cultures are made by dispersing cells (usually with trypsin) from freshly removed host 
tissues. In general, they are unable to grow for more than a few passages in culture.  

Secondary cultures are diploid cell lines which have undergone a change that allows their 
limited culture (up to 50 passages) but which retain their normal chromosome pattern.  

Continuous cell lines are cultures capable of more prolonged—perhaps indefinite—growth 
that have been derived from diploid cell lines or from malignant tissues. They invariably have 
altered and irregular numbers of chromosomes.  

 

Uninfected                                    early infection                               late infection 

 

 

 

 


background image

4

 

 

Detection of Virus-Infected Cells 

Multiplication of a virus can be monitored in a variety of ways: 

1. Development of cytopathic effects, include cell lysis or necrosis, inclusion bodies formation, 
giant cell formation, and cytoplasmic vacuolization. 

2. Appearance of a virus-encoded protein, such as the hemagglutinin of influenza virus.  

3. Adsorption of erythrocytes to infected cells, called hemadsorption, due to the presence of 
virus-encoded hemagglutinin (parainfluenza, influenza) in cellular membranes.  

4. Detection of virus-specific nucleic acid by molecular-based assays such as PCR  

 

5. Viral growth in an embryonated chick egg 
may result in  

Death of the embryo (eg, encephalitis 
viruses), Production of pocks or plaques on 
the chorioallantoic membrane (eg, herpes, 
smallpox, vaccinia),  Development of 
hemagglutinins in the embryonic fluids or 
tissues (e.g., influenza). 

 

 

Inclusion Body Formation 

In the course of viral multiplication within cells, virus-specific structures called inclusion bodies 
may be produced. They become far larger than the individual virus particle and often have an 
affinity for acid dyes (e.g., eosin). They may be situated in the nucleus or in the cytoplasm 
(poxvirus), or in both. In many viral infections, the inclusion bodies are the site of 
development of the virions (the viral factories).  

Variations in appearance of inclusion material depend largely upon the tissue fixative used. 

The presence of inclusion bodies may be of considerable diagnostic aid. The intracytoplasmic 
inclusion in nerve cells Negri body is pathognomonic for rabies. 

 

 


background image

5

 

 

Quantitation of Viruses 

Physical Methods 

Quantitative nucleic acid-based assays such as: 

1.  The polymerase chain reaction (PCR) can determine the number of viral genome 

(infectious and noninfectious) copies in a sample.  

2.  Serologic tests such as radioimmunoassays (RIA) and enzyme-linked immunosorbent 

assays (ELISA) can be standardized to quantitate the amount of virus in a sample.  

3.  Certain viruses contain a protein (hemagglutinin) that has the ability to agglutinate red 

blood cells of humans or some animal.   

4.  Virus particles can be counted directly in the electron microscope by comparison with a 

standard suspension of latex particles of similar small size.  

Biologic Methods 

End point biologic assays depend on the measurement of animal death, animal infection, 
or cytopathic effects in tissue culture at a series of dilutions of the virus being tested. The 
titer is expressed as the 50% infectious dose (ID50), which is the reciprocal of the dilution 
of virus that produces the effect in 50% of the cells or animals inoculated.  

The plaque assay is the most widely used assay for infectious virus. Monolayers of host 
cells are inoculated with suitable dilutions of virus and after adsorption are overlaid with 
medium containing agar or carboxymethylcellulose to prevent virus spreading throughout 
the culture. After several days, the cells initially infected have produced virus that spreads 
only to surrounding cells produce a small area of infection, or plaque. Under controlled 
conditions, a single plaque can arise from a single infectious virus particle, termed a 
plaque-forming unit (PFU) be counted macroscopically.  

PLAQUE ASSAY 

 

 

 

 

 

 


background image

6

 

 

 

            Diluted 10 fold                                 Diluted 100 fold                         Diluted 1000 fold 

 

Pocks formation: certain viruses, eg, herpes and vaccinia, when inoculated onto the 
chorioallantoic membrane of an embryonated egg can be quantitated by relating the number 
of pocks counted to the viral dilution inoculated. 

 

   




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 221 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل