HISTORIA VIROLOGIA, jakie badania, rodzaje wirusów, przykłady

wirusologia Jest to gałąź biologii, która bada pochodzenie, ewolucję, klasyfikację, patologię oraz biomedyczne i biotechnologiczne zastosowania wirusów. Wirusy to małe cząstki, 0,01-1 µm, których informacja genetyczna ma jako jedyny cel własnej replikacji.

Geny wirusa są dekodowane przez maszynerię molekularną komórkową, zakażone do mnożenia. Dlatego wirusy są pasożytami wewnątrzkomórkowymi zależnymi od funkcji metabolicznych żywych komórek.

Źródło: Zdjęcie Kredyt: Cynthia GoldsmithContent Providers (y): CDC/ DR. Erskine. L. Pielgrzym z ziemi świętej; Dr. M. L. Martin [domena publiczna]

Najliczniejszy materiał genetyczny na planecie odpowiada materiałowi wirusów. Zarażaj inne wirusy i wszystkie żywe istoty. Układy odpornościowe nie zawsze skutecznie broni wirusy: niektóre z najbardziej niszczycielskich chorób ludzi i zwierząt są spowodowane przez wirusa.

Wśród ludzkich chorób wirusowych znajdują się żółta gorączka, zapalenie poliomyelit, grypa, AIDS, ospa i odra. Wirusy uczestniczą w około 20% ludzkich nowotworów. Każdego roku infekcje oddechowe i jelitowe pochodzenia wirusowego zabijają miliony dzieci w krajach rozwijających się.

Niektóre wirusy są przydatne do typowania bakterii, takich jak źródła enzymów, dla kontroli szkodników, jako środki przeciwbakteryjne, do walki z rakiem i wektorami genowymi.

[TOC]

Historia

Pod koniec XIX wieku Martinus Beijerinck i Dmitri Ivanovski niezależnie ustalili, że filtrowane bez pacjentów z roślinami tytoniowymi zawierali środek zdolny do zarażenia zdrowych roślin. Beijerinck zadzwonił do tego agenta Contagium vivum fluidum.

Teraz wiemy, że Beijerck i Ivanovski wyciekali wirus mozaiki tytoniu. Również w dziewiętnastym wieku Friedrich Loeffler i Paul Frosch doszli do wniosku, że gorączka bydła jest spowodowana przez środka niebakteryjne.

W pierwszej dekadzie XX wieku Vilhelm Ellerman i Olaf Bang wykazali się przenoszeniem białaczki u kurczaków, używając komórek wolnych od komórek. Te eksperymenty pozwoliły nam stwierdzić, że istnieje wirus zwierząt, który może wytwarzać raka.

W drugiej dekadzie XX wieku Frederick Twint zaobserwował lizę mikrokoków w płytkach agarowych, w których próbował kultywować wirusa ospy, zakładając, że wspomniana liza była spowodowana wirusem lub enzymami bakterii. Ze swojej strony Felix d'Emrelle odkrył, że bachilli powodujące czerwonkę zostały wymienione przez wirusy, które nazywał bakteryjnymi.

W 1960 r. Peter Medawar otrzymał Nagrodę Nobla za odkrycie, że wirusy zawierały materiał genetyczny (DNA lub RNA).

Rodzaje wirusów

Wirusy są klasyfikowane zgodnie z posiadającymi cechy. Są to morfologia, genom i interakcja z gospodarzem.

Klasyfikacja oparta na interakcji wirusa z gospodarzem oparta jest na czterech kryteriach: 1) produkcji zakaźnej potomstwa; 2) jeśli wirus zabije lub nie, gospodarz; 3) jeśli występują objawy kliniczne; 4) Czas trwania infekcji.

Układ odpornościowy odgrywa ważną rolę w interakcji między wirusami a gospodarzem, ponieważ określa rozwój infekcji. Zatem infekcja może być ostra i subkliniczna (wirus jest eliminowany z organizmu) lub uporczywy i przewlekły (wirus nie jest eliminowany z organizmu).

Może ci służyć: chemiorreceptor

Klasyfikacja oparta na różnicach genomu (system Baltimore) i klasyfikację taksonomiczną, która uwzględnia wszystkie cechy wirusów, są obecnie najczęściej używanymi systemami do katalogu wirusów.

Klasyfikacja oparta na morfologii

Aby zrozumieć tę klasyfikację, należy poznać części, które składają się na wirusa. Wirusy składają się z genomu i kapsydu, będąc w stanie owinąć. Genom może być DNA lub RNA, prosty lub podwójny, liniowy lub okrągły łańcuch.

Kapsyd jest złożoną strukturą złożoną z wielu identycznych podjednostek białkowych wirusowych, zwanych kapsomerami. Jego główną funkcją jest ochrona genomu. Służy również do rozpoznania komórki gospodarza i dołączenia do niej oraz zapewnienia transportu genomu do wnętrza komórki.

Owinięcie to membrana złożona z lipidów i glikoprotein otaczających kapsyd. Dryf z komórki gospodarza. Różni się znacznie pod względem wielkości, morfologii i złożoności. Obecność lub brak owijania służy jako kryterium klasyfikacji wirusa.

Trzy kategorie wirusa są rozpoznawane bez owijania: 1) izometryczne, o w przybliżeniu formy sferycznej (Icosahedros lub Icosadeltahedrones); 2) Filamentosos, prosty kształt śmigła; 3) Kompleksy, bez poprzednich form. Niektóre wirusy, takie jak bakterie T2, łączą formy izometryczne i nitkowate.

Jeśli wirus ma owijanie, można je również przypisać do kategorii morfologicznych na podstawie charakterystyki nukleokapsu.

Klasyfikacja oparta na genomie: system Baltimore

Ta klasyfikacja, zaproponowana przez Davida Baltimore'a, rozważa naturę genomu wirusa pod względem mechanizmu stosowanego do replikacji kwasu nukleinowego i transkrypcji RNA komunikatora (RNAM) do biosyntezy białek.

W systemie Baltimore wirus, którego genom RNA ma to samo znaczenie, że mRNA nazywa się wirusem o pozytywnym wyczuciu (+) RNA, podczas gdy wirusy, których genom arn o negatywnym sensie (-). Wirusy genomu podwójnego łańcucha mają oba zmysły.

Wadą tej klasyfikacji jest to, że wirusy, które mają podobne mechanizmy replikacji, niekoniecznie mają inne cechy.

Zajęcia systemowe Baltimore

Klasa I. Wirus DNA podwójnego łańcucha. Transkrypcja podobna do komórki gospodarza.

Klasa II. Wirus z prostym łańcuchem genomu DNA. DNA może być polarnością (+) i (-). Przekształcone w podwójny łańcuch przed syntezy RNM.

Klasa III. Wirus z genomem RNA z podwójnym łańcuchem (Arts). Z segmentowanym genomem i ARNM zsyntetyzowanym z każdego segmentu formy DNA. Enzymy uczestniczące w transkrypcji kodowanej przez genom wirusa.

Klasa IV. Wirus z prostym genomem RNA (ARSS), polaryzacja (+). Synteza mRNA poprzedzona komplementarną syntezą łańcucha. Transkrypcja jest podobna do klasy 3.

Klasa v. Wirus genomu ARSS przeciwny do miary MNE (-). Synteza RNM, która wymaga enzymów kodowanych przez wirusa. Produkcja nowych pokoleń wirusa wymaga syntezy pośredników ARNDS.

Może ci służyć: biotechnologia środowiskowa: historia, jakie badania, aplikacje

Klasa VI. Wirus z genomem ARNS, który wytwarza pośrednie adnds przed replikacją. Użyj enzymów, które wirus transportuje.

Klasa VII. Wirusy, które replikują ITS i za pośrednictwem pośredniego ARNS.

Klasyfikacja taksonomiczna

Międzynarodowy Komitet taksonomii wirusów ustanowił program taksonomiczny w celu klasyfikowania wirusów. Ten system wykorzystuje dywizje porządku, rodziny, podrodziny i płci. Nadal trwa debata na temat zastosowania pojęcia gatunku na wirusy.

Kryteria stosowane do klasyfikacji taksonomicznej to interwał gospodarza, cechy morfologiczne i natura genomu. Ponadto rozważane są inne kryteria, takie jak długość ogona puffer (wirus, który zaraża bakterie), obecność lub brak niektórych genów w genomach oraz relacje filogenetyczne między wirusami.

Przykładem tej klasyfikacji jest: porządek mononegawiru; Rodzina paramixoviridae; Podrodzina paramixovirinae, gerere Morbiliwirus; gatunki, wirus odry.

Nazwy rodzin, podrodzin i gatunków są inspirowane miejscem pochodzenia, gospodarzem lub objawami choroby wytwarzanej przez wirusa. Na przykład rzeka Ebola w Zairze nadaje nazwę gatunku Ebola; Mozaika tytoniu nadaje nazwę gatunku Tomabowirus.

Wiele nazw grup wirusowych to słowa pochodzenia łacińskiego lub greckiego. Na przykład Podoviridae pochodzi z greckiego Podes, Co oznacza stopa. Ta nazwa odnosi się do krótkich fagów.

Przykłady wirusów

Wirus grypy

Zarażaj ptaki i ssaki. Mają różnorodną morfologię, z owijaniem. Prosty genom RNA łańcucha. Baltimore i rodzina należą do Baltimore Orthomyxoviridae.

Do tej rodziny należą wirusy grypy. Większość przypadków grypy jest spowodowana wirusami grypy. Epidemie spowodowane przez wirusy grypy B odbywają się co 2-3 lata. Te wytwarzane przez wirusy grypy C są rzadsze.

Wirus grypy A spowodował cztery pandemie: 1) hiszpańską grypę (1918–1919), podtyp wirusów H1N1, o nieznanym pochodzeniu; 2) azjatycka grypa (1957–1958), podtyp H2N2, pochodzenia aviar; 3) grypa Hongkongu (1968–1969), podtyp H3N3, Origin Aviar; 4) Swine Flu (2009-2010), podtyp H1N1, pochodzenia świni.

Najbardziej niszczycielska pandemia, która jest spowodowana przez hiszpańską grypę. Zabił więcej ludzi niż I wojna światowa.

Litery H i N pochodzą odpowiednio z hemaglutyniny i neuraminidazy glikoprotein. Te glikoproteiny są obecne w różnych formach antygenowych i są zaangażowane w nowe warianty.

Retrowirus

Zarażaj ssaki, ptaki i inne kręgowce. Morfologia sferyczna z kopertą. Prosty genom RNA łańcucha. Baltimore i rodzina należą do klasy VI Retroviridae.

Ta rodzina należy do ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV), płci Lentiwirus. Wirus ten powoduje uszkodzenie układu odpornościowego zakażonej osoby, co czyni go podatnym na infekcję bakterii, wirusów, grzybów i pierwotniaków. Choroba wytwarzana przez HIV jest znana jako zespół nabytego niedoboru odporności (AIDS).

Inne gatunki należące do Retrowiridae również powodują poważne choroby. Na przykład: Spumawirus (gąbczasty wirus małpy); Epsilonretrowirus (Wirus mięsaka skórnego Walleye); Gammaretrowirus (Wirus Murina Leukemia, wirus białaczki kotów); Betaretrowirus (Wirusy nowotworu piersi Murino); I Alfaretrowirus (Wirus hous mięsak).

Może ci służyć: pół löwenstein-losen: podkład, przygotowanie i użycie

Wirus opryszczki

Zaraża ssaki, ptaki i kręgowce zimnej krwi. Morfologia wirusa: kapsułka z Idahedryczną z kopertą. Genom DNA podwójnego łańcucha. Należą do klasy I Baltimore i zamawiają opryszczkę.

Niektórzy członkowie to: wirus opryszczki pospolitej 2 (powoduje opryszczkę narządów płciowych); Ludzki cytomegalowirus (powoduje wady wrodzone); Herpeswirus kaposibƃ^TmS mięsak (przyczyna mięsak Kaposi); Wirus epsteinbƃbar lub EBV (powodują gorączkę gruczołową i guzy).

Wirus, który powoduje zapalenie polikomieliczne i inne powiązane wirusy

Zaraża ssaki i ptaki. Morfologia wirusa: izometryczna lub ikosahhedric. Prosty genom RNA łańcucha. Należą do Baltimore klasy IV i rodziny Picornaviridae.

Niektóre gatunki tej rodziny to: Hepatowirus (Przyczyna zapalenia wątroby a); Enterowirus (powodują zapalenie polaromeeliczne); Aftowirus (Powoduje afosazę).

Wirus, który powoduje wściekliznę i powiązane wirusy

Zarażaj ssaki, ryby, owady i rośliny. Helikalna morfologia z pakowaniem. Prosty genom RNA łańcucha. Baltimore i rodzina należą do Baltimore Rhabdoviridae.

Ta rodzina należy do wirusów, które wytwarzają choroby takie jak wściekłość, spowodowane płcią Lysssavirus; Pęcherzykowe zapalenie jamy ustnej, spowodowane płcią Vesiculowirus; i żółty ziemniaki krasnoludne, spowodowane przez gatunek Novirirhabdowirus.

Wirus, który powoduje zakaźną erytremę

Zaraża ssaki, ptaki i owady. Symetryczna morfologia Icosahédica. Prosty genom DNA łańcucha. Należą do Baltimore Class II i rodziny Parvoviridae.

Członkiem tej rodziny jest wirus B19, należący do gatunku Erytrovirus, Powoduje zakaźną erytrema u ludzi, co zwykle nie powoduje objawów. Wirus B19 infekuje komórki prekursorowe czerwonych krwinek.

Niektórzy członkowie Parvoviridae Są one używane jako wektory genowe.

Zastosowania wirusa

Wirusy mogą być stosowane z korzyścią dla człowieka poprzez budowę rekombinowanych wirusów. Mają one zmodyfikowany genom poprzez techniki biologii molekularnej.

Rekombinowane wirusy są potencjalnie przydatne w terapii genowej, których celem jest wyleczenie określonych chorób lub produkcji szczepionek.

HIV został wykorzystany do budowy wektorów genowych (wektorów lentiwirusowych) do terapii genowej. Wektory te okazały się skuteczne w zwierzęcych modelach choroby nabłonka pigmentowego siatkówki, takich jak zapalenie siatkówki pigmentowe spowodowane autosomalnym recesywnym dziedziczeniem lub mutacjami.

Wirusy stosowane jako wektory szczepionkowe muszą mieć niski potencjał patogenny. Jest to sprawdzane za pomocą modeli zwierzęcych. Tak jest w przypadku rozwiniętych lub rozwijających się szczepionek przeciwko wirusom ospy, pęcherzykowe zapalenie stomatów i eboli.

Bibliografia

1. Carter, J. B., Saunders, v. DO. 2013. Wirusologia: zasady i zastosowania. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, n. J., Easton, a. J., Leppard, k. N. 2007. Wprowadzenie do współczesnej wirusologii. Blackwell Malden.
3. Flint, J., Racaniello, v. R., Rall, g. F., SKALKA, a. M., Enquist, L. W. 2015. Zasady wirusologii. American Society for Microbiology, Waszyngton.
4. Hull, r. 2009. Porównawcza wirusologia roślin. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, J. 2016. Niezbędna ludzka wirusologia. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, zm. D., Whitley, r. J., Hayden, f. G. 2017. Wirusologia kliniczna. American Society for Microbiology, Waszyngton.
7. Voevodin, a. F., Marks, str. DO., Jr. 2009. Simian Virology. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, e. K., Hewlett, m. J., Bloom, d. C., Camerini, zm. 2008. Podstawowa wirusologia. Blackwell Malden.