Virologiahistoria, mitä tutkimuksia, virustyypit, esimerkit

Se virologia Biologian haara tutkii virusten alkuperää, evoluutiota, luokitusta, patologiaa sekä biolääketieteellisiä ja bioteknologisia sovelluksia. Virukset ovat pieniä hiukkasia, 0,01-1 µm, joiden geneettisen tiedon ainoana tarkoituksena on oma replikaatio.

Virusgeenit dekoodaavat solumolekyylikoneiden avulla, tartunnan saaneet kertolasku. Siksi virukset ovat solunsisäisiä loisia, jotka riippuvat elävien solujen metabolisista toiminnoista.

Lähde: Photo Credit: Cynthia Goldsmithcontent -palveluntarjoajat: CDC/ DR. Erskine. Lens. Palmer; DR. M. Lens. Martin [julkinen alue]

Planeetan runsain geneettinen materiaali vastaa virusten. Tartuttaa muita viruksia ja kaikkia eläviä olentoja. Immuunijärjestelmät eivät aina puolusta viruksia onnistuneesti: Jotkut ihmisten ja eläinten tuhoisimmista sairauksista ovat viruksen aiheuttamia.

Ihmisen virussairauksien joukossa ovat keltakuume, polyomyeliitti, influenssa, aids, isorokko ja tuhkarokko. Virukset osallistuvat noin 20 prosenttiin ihmisen syöpistä. Joka vuosi viruksen alkuperän hengitys- ja suolistoinfektiot tappavat miljoonia lapsia kehitysmaissa.

Jotkut virukset ovat hyödyllisiä bakteerien, kuten entsyymien lähteiden, tyypillisestä tyypillisestä antibakteerisista aineista, syövän torjumiseksi ja geenivektoreina.

[TOC]

Historia

1800 -luvun lopulla Martinus Beijerinck ja Dmitri Ivanovski määrittelivät itsenäisesti, että suodatettiin ilman tupakkakasveja sairastavista potilaista, jotka kykenivät tartuttamaan terveitä kasveja tartuttamaan terveitä kasveja. Beijerinck kutsui tätä edustajaa contagium vivum neste.

Nyt tiedämme, että Pekijerinck ja Ivanovski vuotaneet sisältävät tupakan mosaiikkiviruksen. Myös 1800 -luvulla Friedrich Loeffler ja Paul Frosch päättelivät, että karjan afitase -kuume johtuu ei -bakteerisesta aineesta.

Kahdennenkymmenennen vuosisadan ensimmäisellä vuosikymmenellä Vilhelm Ellerman ja Olaf Bang osoittivat leukemian siirtymisen kanoissa käyttämällä soluja, jotka eivät ole soluja. Nämä kokeet antoivat meille mahdollisuuden päätellä, että on olemassa eläinviruksia, jotka voivat tuottaa syöpää.

Kahdennenkymmenennen vuosisadan toisella vuosikymmenellä Frederick Twort havaitsi mikrokokkien hajottamisen agarlevyillä, joissa hän yritti viljellä isorokkovirusta olettaen, että mainittu hajotus oli aiheuttanut virus tai bakteerien entsyymit. Felix d'Hanelle osoitti puolestaan, että disenenteriasta aiheuttavat bacillit listattiin viruksilla, joita hän kutsui bakteeriksi.

Vuonna 1960 Peter Medawar sai Nobel -palkinnon siitä, että virukset sisälsivät geneettistä materiaalia (DNA tai RNA).

Virustyypit

Virukset luokitellaan niiden ominaisuuksien mukaan. Nämä ovat morfologia, genomi ja vuorovaikutus isännän kanssa.

Viruksen vuorovaikutukseen isännän vuorovaikutukseen perustuva luokittelu perustuu neljään kriteeriin: 1) tarttuvan jälkeläisten tuotanto; 2) jos virus tappaa tai ei isäntä; 3) jos on kliinisiä oireita; 4) infektion kesto.

Immuunijärjestelmällä on tärkeä rooli virusten ja isännän vuorovaikutuksessa, koska se määrittelee infektion kehityksen. Siten infektio voi olla akuutti ja subkliininen (virus eliminoidaan kehosta) tai pysyvä ja krooninen (virus ei eliminoida kehosta).

Voi palvella sinua: kemioreseptori

Genomieroihin (Baltimore -järjestelmä) ja taksonomiseen luokitteluun perustuva luokittelu, jossa otetaan huomioon kaikki virusten ominaisuudet, ovat tällä hetkellä eniten käytettyjä järjestelmiä virusten luettelointiin.

Morfologia -pohjainen luokittelu

Tämän luokituksen ymmärtämiseksi on tarpeen tuntea viruksen muodostavat osat. Virukset koostuvat genomista ja capsidista, kyvystä kääriä. Genomi voi olla DNA tai RNA, yksinkertainen tai kaksinkertainen, lineaarinen tai pyöreä ketju.

Capsid on monimutkainen rakenne, joka koostuu monista identtisistä virusproteiinialayksiköistä, joita kutsutaan kapsomeereiksi. Sen päätehtävä on suojella genomia. Se myös tunnistaa isäntäsolun ja liittyä siihen ja varmistaa genomin kuljetus solun sisäpuolelle.

Kääre on lipideistä ja glykoproteiineista koostettu kalvo, joka ympäröi kapsiidia. Ajo isäntäsolusta. Vaihtelee huomattavasti koon, morfologian ja monimutkaisuuden suhteen. Käären läsnäolo tai puuttuminen toimii viruksen luokituskriteerinä.

Kolme virusryhmää tunnistetaan ilman käärimistä: 1) isometrinen, suunnilleen pallomaisella muodolla (Icosahedros tai icosadeltahedrones); 2) filamentosos, yksinkertainen potkurin muoto; 3) Kompleksit, ilman aiempia muotoja. Jotkut virukset, kuten bakteryofago T2, yhdistävät isometriset ja rihmamuodot.

Jos viruksella on kääre, ne voidaan myös osoittaa morfologisiin luokkiin nukleokapsidin ominaisuuksien perusteella.

Genomi -pohjainen luokittelu: Baltimore -järjestelmä

Tämä David Baltimoren ehdottama luokittelu harkitsee virusgenomin luonnetta mekanismin suhteen, jota käytetään nukleiinihapon replikoimiseen ja Messenger -RNA: n (RNAM) transkribointiin proteiinien biosynteesiin.

Baltimore-järjestelmässä viruksella, jonka RNA-genomilla on sama merkitys, että mRNA: ta kutsutaan viruksiksi, joilla on positiivinen merkitys (+) RNA, kun taas virukset, joiden genomin negatiivinen merkitys (-). Kaksinkertainen ketjun genomiviruksilla on molemmat aistit.

Tämän luokituksen haittana on, että viruksilla, joilla on samanlaiset replikaatiomekanismit, ei välttämättä jaa muita ominaisuuksia.

Baltimore System -kurssit

Luokka I. Kaksiketjuinen DNA -virus. Transkriptio samanlainen kuin isäntäsolun.

Luokka II. Virus yksinkertaisella ketju -DNA -genomilla. DNA voi olla napaisuus (+) ja (-). Muunnetaan kaksoisketjuksi ennen RNM -synteesiä.

Luokka III. Virus, jossa on kaksiketjuinen RNA -genomi (taiteet). Segmentoidulla genomilla ja ARNM: llä, joka on syntetisoitu DNA -muotin segmentistä. Entsyymit, jotka osallistuvat virusgenomin koodaamaan transkriptioon.

Luokka IV. Virus yksinkertaisella ketjun RNA -genomi (ARSS), napaisuus (+). MRNA -synteesi edeltää komplementaarinen ketjun synteesi. Transkriptio on samanlainen kuin luokan 3.

Luokka V. ARSS-genomivirus vastapäätä MNE-mittausta (-). RNM -synteesi, joka vaatii viruksen koodaamia entsyymejä. Viruksen uusien sukupolvien tuotanto vaatii välittäjä ARNDS: n synteesin.

Voi palvella sinua: Ympäristöbiotekniikka: historia, mitä tutkimuksia, sovelluksia

Luokka VI. Virus ARNS -genomilla, joka tuottaa välittäjäryhmät ennen replikaatiota. Käytä entsyymejä, joita viruskuljetukset kuljettavat.

Luokka VII. Virukset, jotka toistavat sen ja väliaikaisen ARN: n kautta.

Taksonominen luokittelu

Kansainvälinen viruksen taksonomiakomitea perusti taksonomisen järjestelmän virusten luokittelemiseksi. Tämä järjestelmä käyttää järjestys-, perhe-, alaperhe- ja sukupuolijakoja. Lajien käsitteen soveltamisesta viruksiin käydään edelleen keskustelua.

Taksonomiseen luokitukseen käytetyt kriteerit ovat isäntäväli, morfologiset ominaisuudet ja genomin luonne. Lisäksi otetaan huomioon muut kriteerit, kuten puffer -hännän pituus (virus, joka tarttuu bakteereihin), tiettyjen geenien läsnäolo tai puuttuminen genomeissa ja fylogeneettiset suhteet virusten välillä.

Esimerkki tästä luokituksesta on: mononegavirusjärjestys; Paramyxoviridae -perhe; Alaryhmä paramyxovirinae, gerere Morbilivirus; laji, tuhkarokkovirus.

Perheiden, alaryhmien ja genrejen nimet ovat inspiroituja alkuperäpaikasta, isäntästä tai viruksen tuottaman taudin oireista. Esimerkiksi Zairen Ebola -joki antaa nimen genrelle Ebola; Tupakan mosaiikki antaa nimen genrelle Tomabovirus.

Monet virusryhmien nimet ovat latinalaisen tai kreikkalaisen alkuperän sanoja. Esimerkiksi podoviridae on johdettu kreikasta Palot, Mitä jalka tarkoittaa. Tämä nimi viittaa lyhyisiin taileisiin faageihin.

Esimerkkejä viruksista

Influenssavirus

Tartuta lintuja ja nisäkkäitä. Heillä on monipuolinen morfologia kääreessä. Yksinkertainen ketjun RNA -genomi. Baltimore ja perhe kuuluvat Baltimoreen Ortomyxoviridae.

Tälle perheelle kuuluu influenssavirukset. Suurin osa influenssatapauksista johtuu influenssaviruksista. Influenssa B-virusten aiheuttamat epidemiat tapahtuvat 2-3 vuoden välein. Influenssa C -virusten tuottamat ovat harvemmin.

Influenssa-virus on aiheuttanut neljä pandemiaa: 1) Espanjan flunssa (1918-1919), H1N1-virusten alatyyppi, tuntematon alkuperää; 2) Aasian flunssa (1957-1958), Aviar-alkuperän alatyyppi H2N2; 3) Hongkongin flunssa (1968-1969), alatyyppi H3N3, Aviar-alkuperästä; 4) sikainfluenssa (2009-2010), H1N1-alatyyppi, sian alkuperästä.

Espanjan flunssan aiheuttama tuhoisin pandemia. Hän tappoi enemmän ihmisiä kuin ensimmäinen maailmansota I.

Kirjeet H ja N ovat vastaavasti hemaglutiniini- ja neuraminidaasikalvojen glykoproteiineista. Nämä glykoproteiinit ovat läsnä monissa antigeenisissä muodoissa ja ne ovat mukana uusissa muunnelmissa.

Retrovirus

Tartuttaa nisäkkäitä, lintuja ja muita selkärankaisia. Pallomainen morfologia, kirjekuorella. Yksinkertainen ketjun RNA -genomi. Baltimore ja perhe kuuluvat luokkaan VI Retroviridae.

Tämä perhe kuuluu ihmisen immuunikatovirukseen (HIV), sukupuoleen Lentivirus. Tämä virus aiheuttaa tartunnan saaneen henkilön immuunijärjestelmän vaurioita, mikä tekee siitä alttiita bakteerien, virusten, sienten ja alkueläinten tartunnan kannalta. HIV: n tuottama tauti tunnetaan hankitun immuunikato -oireyhtymänä (AIDS).

Muut retroviridae -tyylilajit aiheuttavat myös vakavia sairauksia. Esimerkiksi: Spumavirus (apinan sieninen virus); Epsilonretrovirus (Walleye's Dermaal Sarkoomavirus); Gamamaretrovirus (Murina -leukemiavirus, kissan leukemiavirus); Betaretrovirus (Murino -rintakasvainvirukset); ja Alpharetrovirus (Rous Sarkoomavirus).

Voi palvella sinua: puoliksi Löwenstein-Losen: Perusta, valmistelu ja käyttö

Herpesvirus

Tartuttaa kylmän veren nisäkkäitä, lintuja ja selkärankaisia. Viruksen morfologia: Icosahedric Capsule, kirjekuorella. Kaksiketjun DNA -genomi. He kuuluvat Baltimore -luokkaan I ja tilaa herpesvirales.

Jotkut jäsenet ovat: herpes simplex virus 2 (syy sukupuolielinten herpes); Ihmisen sytomegalovirus (aiheuttaa synnynnäisiä vikoja); Herpesvirus kaposibƃ^TMs sarkooma (syy Kaposin sarkooma); Epsteinbƃbar -virus tai EBV (syy rauhaskuume ja kasvaimet).

Virus, joka aiheuttaa polyomyeliitin ja muita siihen liittyviä viruksia

Tartuttaa nisäkkäitä ja lintuja. Viruksen morfologia: isometrinen tai ikosahhedric. Yksinkertainen ketjun RNA -genomi. He kuuluvat Baltimore -luokkaan IV ja perheeseen Picornaviridae.

Jotkut tämän perheen tyylilajit ovat: Hepatovirus (aiheuttaa hepatiitti A); Enterovirus (aiheuttaa polyomyeliittiä); Afthovirus (Aiheuttaa aphosaasia).

Virus, joka aiheuttaa raivotaudin ja siihen liittyviä viruksia

Tartuttaa nisäkkäät, kalat, hyönteiset ja kasvit. Kiertävällä morfologialla, käärimällä. Yksinkertainen ketjun RNA -genomi. Baltimore ja perhe kuuluvat Baltimoreen Rabdoviridae.

Tämä perhe kuuluu viruksiin, jotka tuottavat sukupuolen aiheuttamia sairauksia, kuten raivoa Lysssavirus; Sukupuolen aiheuttama vesikulaarinen stomatiitti Vesikulovirus; ja genren aiheuttama keltainen kääpiöperuna Novirirhabdovirus.

Virus, joka aiheuttaa tarttuvaa erytremaa

Tartuttaa nisäkkäitä, lintuja ja hyönteisiä. Symmetrinen Icosahédica -morfologia. Yksinkertainen ketju -DNA -genomi. He kuuluvat Baltimore -luokkaan II ja perheeseen Parvoviridae.

Tämän perheen jäsen on b19 -virus, joka kuuluu genreen Erytrovirus, Se aiheuttaa ihmisillä tarttuvaa erytremaa, joka yleensä ei tuota oireita. B19 -virus tartuttaa punasolujen edeltäjäsolut.

Jotkut jäsenet Parvoviridae Niitä käytetään geenivektoreina.

Virussovellus

Viruksia voidaan käyttää ihmisen hyödyksi rekombinanttivirusten rakentamisen kautta. Näillä on modifioitu genomi molekyylibiologiatekniikoiden avulla.

Rekombinanttivirukset ovat potentiaalisesti hyödyllisiä geeniterapiassa, jonka tarkoituksena on parantaa spesifisiä sairauksia tai rokotteen tuotantoa.

HIV: tä on käytetty geenivektorien (lentivirusvektorit) rakentamiseen geeniterapiaan. Nämä vektori.

Rokotevektoreina käytetyinä viruksilla on oltava alhainen patogeeninen potentiaali. Tämä tarkistetaan eläinmallien avulla. Näin on kehittyneiden tai kehittyvien rokotteiden kanssa isorokkoviruksia, vesikulaarista stomatiittia ja ebolaa vastaan.

Viitteet

1. Carter, J. B -., Saunders, V. -Lla. 2013. Virology: Periaatteet ja sovellukset. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, n. J -., Easton, a. J -., Leppard, k. N. 2007. Johdanto nykyaikaiseen virologiaan. Blackwell Malden.
3. Flint, j., Racaniello, V. R -., Kokous, G. F., Salka, a. M., Enquist, L. W -. 2015. Virologian periaatteet. American Society for Microbiology, Washington.
4. Runko, r. 2009. Vertaileva kasvivirologia. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, j. 2016. Välttämätön ihmisen virologia. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, D. D -d., Whitley, r. J -., Hayden, f. G. 2017. Kliininen virologia. American Society for Microbiology, Washington.
7. Voevodin, a. F., Marx, p. -Lla., Jr. 2009. Simian -virologia. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, E. K -k -., Hewlett, m. J -., Bloking, D. C., Camerini, D. 2008. Perusvirologia. Blackwell Malden.