Virologická história, aké štúdie, typy vírusov, príklady

Ten viológia Je to odvetvie biológie, ktorá študuje pôvod, evolúciu, klasifikáciu, patológiu a biomedicínske a biotechnologické aplikácie vírusov. Vírusy sú malé častice, 0,01-1 µm, ktorých genetické informácie majú ako jediný účel svoju vlastnú replikáciu.

Vírusové gény sú dekódované bunkovými molekulárnymi mechanizmami, infikované na násobenie. Vírusy sú preto intracelulárne parazity závislé od metabolických funkcií živých buniek.

Zdroj: Foto Credit: Cynthia Goldsmithcontent poskytovatelia (S): CDC/ DR. Erskín. L. Palmer; DR. M. L. Martin [verejná doména]

Najhojnejší genetický materiál na planéte zodpovedá vírusom. Infikovať ďalšie vírusy a všetky živé bytosti. Imunitné systémy nie vždy úspešne obhajujú vírusy: niektoré z najničivejších chorôb ľudí a zvierat sú spôsobené vírusom.

Medzi ľudskými vírusovými chorobami patrí žltá zimnica, polyomyelitída, chrípka, AIDS, kiahne a osýpky. Vírusy sa zúčastňujú asi 20% ľudských rakovín. Každý rok respiračné a črevné infekcie vírusového pôvodu zabíjajú milióny detí v rozvojových krajinách.

Niektoré vírusy sú užitočné na typovanie baktérií, ako sú zdroje enzýmov, na kontrolu škodcov, ako antibakteriálne látky, proti boju proti rakovine a ako génových vektoroch.

[TOC]

História

Na konci 19. storočia Martinus Beijerinck a Dmitri Ivanovski nezávisle zistili, že filtrované bez pacientov s tabakovými rastlinami obsahovali činidlo schopné infikovať zdravé rastliny. Beijerinck zavolal tohto agenta kontagium vium fluidum.

Teraz vieme, že Bejjerinck a Ivanovski unikli, obsahovali vírus tabakovej mozaiky. Aj v devätnástom storočí Friedrich Loeffler a Paul Frosch dospeli k záveru, že AFFITASE HOUDY HOTPLE je spôsobená nebakteriálnym činiteľom.

V prvej dekáde dvadsiateho storočia Vilhelm Ellerman a Olaf Bang demonštrovali prenos leukémie u kurčiat pomocou buniek bez buniek bez buniek. Tieto experimenty nám umožnili dospieť k záveru, že existujú vírus zvierat, ktoré môžu produkovať rakovinu.

V druhej dekáde dvadsiateho storočia Frederick Twort pozoroval lýzu mikrokokov v agarových doštičkách, v ktorých sa pokúsil kultivovať vírus kiahní, za predpokladu, že uvedená lýza bola spôsobená vírusom alebo enzýmami baktérií. Pokiaľ ide o jeho stranu, Felix D'Herelle zistil, že bacily spôsobujúce úplavicu boli uvedené vírusmi, ktoré nazval baktériou.

V roku 1960 získal Peter Medawar Nobelovu cenu za to, že zistil, že vírusy obsahujú genetický materiál (DNA alebo RNA).

Typy vírusov

Vírusy sú klasifikované podľa vlastností, ktoré majú. Sú to morfológia, genóm a interakcia s hostiteľom.

Klasifikácia založená na interakcii vírusu s hostiteľom je založená na štyroch kritériách: 1) produkcia infekčného potomstva; 2) Ak vírus zabije alebo nie hostiteľa; 3) Ak existujú klinické príznaky; 4) Trvanie infekcie.

Imunitný systém má dôležitú úlohu pri interakcii medzi vírusmi a hostiteľom, pretože určuje vývoj infekcie. Infekcia teda môže byť akútna a subklinická (vírus je eliminovaný z tela) alebo pretrvávajúce a chronické (vírus nie je vylúčený z tela).

Môže vám slúžiť: Chemiorreceptor

Klasifikácia založená na rozdieloch genómu (systém Baltimore) a taxonomickej klasifikácie, ktorá zohľadňuje všetky charakteristiky vírusov, sú najpoužívanejšími systémami v súčasnosti na katalogizáciu vírusov.

Klasifikácia založená na morfológii

Na pochopenie tejto klasifikácie je potrebné poznať časti, ktoré tvoria vírus. Vírusy pozostávajú z genómu a kapsidu, ktoré sú schopné zabaliť. Genómom môže byť DNA alebo RNA, jednoduchá alebo dvojitá, lineárna alebo kruhová reťaz.

Kapsid je komplexná štruktúra zložená z mnohých identických vírusových proteínových podjednotiek, nazývaných kapsoméry. Jeho hlavnou funkciou je chrániť genóm. Slúži tiež na rozpoznávanie hostiteľskej bunky a pripojenie sa k nej a zabezpečenie transportu genómu do vnútra bunky.

Balenie je membrána zložená z lipidov a glykoproteínov, ktoré obklopujú kapsidu. Drift z hostiteľskej bunky. Veľkosť, morfológia a zložitosť sa značne líši. Prítomnosť alebo neprítomnosť zabalenia slúži ako kritérium klasifikácie vírusu.

Tri kategórie vírusu sú rozpoznávané bez zabalenia: 1) izometrické, s približne sférickou formou (icosahedros alebo iCosadeltahedrones); 2) vlákna, jednoduchý tvar vrtule; 3) komplexy, bez predchádzajúcich formulárov. Niektoré vírusy, ako napríklad baktéria T2, kombinujú izometrické a vláknité formy.

Ak má vírus zabalenie, môže byť tiež priradený k morfologickým kategóriám na základe charakteristík nukleokapsidu.

Klasifikácia založená na genóme: Baltimore System

Táto klasifikácia, ktorú navrhol David Baltimore, zvažuje povahu vírusového genómu z hľadiska mechanizmu, ktorý používa na replikáciu nukleovej kyseliny a prepisovanie Messenger RNA (RNAM) pre proteínovú biosyntézu.

V systéme Baltimoru je vírus, ktorého genóm RNA má rovnaký význam, že mRNA sa nazýva vírus s pozitívnym zmyslom (+) RNA, zatiaľ čo vírusy, ktorých genóm negatívneho zmyslu (-). Vírusy s dvojitým reťazcom majú oba zmysly.

Nevýhodou tejto klasifikácie je, že vírusy, ktoré majú podobné replikačné mechanizmy, nemusia nevyhnutne zdieľať iné charakteristiky.

Triedy systému Baltimore

Trieda i. Vírus DNA s dvojitým reťazcom. Transkripcia podobná ako v hostiteľskej bunke.

Trieda II. Vírus s jednoduchým reťazovým genómom DNA. DNA môže byť polarita (+) a (-). Pred syntézou RNM prevedené na dvojitý reťazec.

Trieda III. Vírus s dvojitým reťazovým RNA genómom (ARTS). So segmentovaným genómom a ARNM syntetizovaným z každého segmentu formy DNA. Enzýmy zúčastňujúce sa na transkripcii kódovanom vírusovým genómom.

Trieda IV. Vírus s jednoduchým reťazovým RNA genómom (ARSS), polarita (+). Syntéza mRNA predchádzajúce syntézou komplementárneho reťazca. Prepis je podobný ako v prípade triedy 3.

Trieda V. Vírus genómu ARSS oproti vírusu MNNE (-). Syntéza RNM, ktorá vyžaduje enzýmy kódované vírusom. Produkcia nových generácií vírusu vyžaduje syntézu sprostredkovateľských Arnds.

Môže vám slúžiť: Environmentálna biotechnológia: história, aké štúdie, aplikácie

Trieda VI. Vírus s ARNS genómom, ktorý pred replikáciou produkuje sprostredkovateľské ADND. Používajte enzýmy, ktoré vírus transportuje.

Trieda VII. Vírusy, ktoré replikujú jeho as prostredníctvom stredných ARNS.

Taxonomická klasifikácia

Medzinárodný výbor pre taxonómiu vírusov založil taxonomický systém na klasifikáciu vírusov. Tento systém využíva divízie objednávok, rodiny, podrodiny a rodových rodín. Stále sa diskutuje o uplatňovaní koncepcie druhov na vírusy.

Kritériá používané na taxonomickú klasifikáciu sú hostiteľský interval, morfologické charakteristiky a povaha genómu. Okrem toho sa berú do úvahy ďalšie kritériá, ako napríklad dĺžka posúvacieho chvosta (vírus, ktorý infikuje baktérie), prítomnosť alebo neprítomnosť určitých génov v genómoch a fylogenetické vzťahy medzi vírusmi.

Príkladom tejto klasifikácie je: Mononegaviral Order; Rodina Paramyxoviridae; Podrodina paramyxovirinae, gerere Morbilivírus; druh, vírus osýpok.

Mená rodín, podrodiny a žánre sú inšpirované miestom pôvodu, hostiteľom alebo príznakmi choroby vyvolaného vírusom. Napríklad rieka Ebola v Zaire dáva meno žánru Ebola; Tabaková mozaika dáva meno žánru Tabovírus.

Mnoho mien vírusových skupín sú slová latinského alebo gréckeho pôvodu. Napríklad Podoviridae je odvodený od gréčtiny Podráždenie, Čo znamená noha. Toto meno sa vzťahuje na krátkodobé fágy.

Príklady vírusov

Vírus chrípky

Infikovať vtáky a cicavce. Majú rozmanitú morfológiu, s obalom. Jednoduchý reťazový RNA genóm. Baltimore a rodina patria do Baltimoru Ortomyxoviridae.

K tejto rodine patria vírusy chrípky. Väčšina prípadov chrípky je spôsobená vírusmi chrípky. Epidémie spôsobené vírusmi chrípky B sa vyskytujú každé 2-3 roky. Tie, ktoré sú produkované vírusmi chrípky C, sú menej časté.

Vírus chrípky A spôsobil štyri pandémie: 1) španielska chrípka (1918-1919), podtyp vírusov H1N1, neznámeho pôvodu; 2) Ázijská chrípka (1957-1958), podtyp H2N2, Avriara pôvodu; 3) chrípka Hongkongu (1968-1969), podtyp H3N3, Avriara pôvodu; 4) Sťahová chrípka (2009-2010), podtyp H1N1, pôvod ošípaných.

Najničivejšia pandemia, ktorá je spôsobená španielskou chrípkou. Zabil viac ľudí ako svetová vojna.

Listy H a N pochádzajú z glykoproteínov hemaglutinín a neuraminidázy membrány. Tieto glykoproteíny sú prítomné v rôznych antigénnych formách a sú zapojené do nových variantov.

Retrovírus

Infikovať cicavce, vtáky a iné stavovce. Sférická morfológia s obálkou. Jednoduchý reťazový RNA genóm. Baltimore a rodina patria do triedy VI Retroviridae.

Táto rodina patrí k vírusu ľudskej imunodeficiencie (HIV), pohlavie Lentivírus. Tento vírus spôsobuje poškodenie imunitného systému infikovanej osoby, vďaka čomu je náchylný na infekciu baktériami, vírusmi, hubami a protozoa. Ochorenie vyvolané HIV je známy ako syndróm získanej imunodeficiencie (AIDS).

Ostatné žánre patriace do retroviridae tiež spôsobujú vážne choroby. Napríklad: Spumavírus (špongiový vírus opice); Epsilonretrovírus (Walleyeho vírus dermálneho sarkómu); Gammaretrovírus (Vírus Murina Leukemia, vírus mačacej leukémie); Betaretrovirus (Vírusy nádoru Murino); a Alfaretrovírus (Vírus Rous Sarcoma).

Môže vám slúžiť: Half Löwenstein-Losen: Nadácia, príprava a použitie

Herpes vírus

Infikuje cicavce, vtáky a stavovce studenej krvi. Morfológia vírusu: icosedric kapsula, s obálkou. Genóm DNA dvojitého reťazca. Patria do Baltimore triedy I a objednávajú herpesvirales.

Niektorí členovia sú: Vírus herpes simplex 2 (príčina herpes genitálneho); ľudský cytomegalovírus (príčiny vrodené defekty); Herpesvírus kaposibƃ^TmS sarkóm (príčina sarkómu Kaposi); Vírus Epsteinbƃbar alebo EBV (príčina žľazovej horúčky a nádory).

Vírus, ktorý spôsobuje polyomyelitídu a ďalšie súvisiace vírusy

Infikuje cicavce a vtáky. Morfológia vírusu: izometrická alebo iCosahhedric. Jednoduchý reťazový RNA genóm. Patria do Baltimore triedy IV a rodine Picornaviridae.

Niektoré žánre tejto rodiny sú: Hepatovírus (Príčina hepatitída A); Enterovírus (spôsobiť polyomyelitídu); Aftovírus (Spôsobuje afosázu).

Vírus, ktorý spôsobuje besnotu a súvisiace vírusy

Infikovať cicavce, ryby, hmyz a rastliny. Špirálová morfológia, s balením. Jednoduchý reťazový RNA genóm. Baltimore a rodina patria do Baltimoru Rabdoviridae.

Táto rodina patrí vírusy, ktoré produkujú choroby, ako je zlosť, spôsobené pohlavím Lyzssavírus; Vezikulárna stomatitída spôsobená pohlavím Vesikulovírus; a žltý trpaslík zemiak spôsobený žánrom Novirirhabdovírus.

Vírus, ktorý spôsobuje infekčnú erytrému

Infikuje cicavce, vtáky a hmyz. Symetrická morfológia iCosahédica. Jednoduchý reťazový genóm DNA. Patria do Baltimoru triedy II a rodine Parvoviridae.

Členom tejto rodiny je vírus B19, ktorý patrí do žánru Erytrovírus, Spôsobuje infekčnú erytrému u ľudí, čo zvyčajne nevytvára príznaky. Vírus B19 infikuje prekurzorové bunky červených krviniek.

Niektorí členovia Parvoviridae Používajú sa ako génové vektory.

Vírusové aplikácie

Vírusy sa môžu použiť v prospech človeka prostredníctvom výstavby rekombinantných vírusov. Majú modifikovaný genóm prostredníctvom techník molekulárnej biológie.

Rekombinantné vírusy sú potenciálne užitočné pre génovú terapiu, ktorej účelom je liečiť špecifické choroby alebo produkciu vakcíny.

HIV sa používa na zostavenie génových vektorov (lentivírusové vektory) na génovú terapiu. Tieto vektory sa ukázali ako účinné na zvieracích modeloch choroby epitelu sietnice pigmentu, ako je napríklad pigmentárna retinitída spôsobená autozomálnym recesívnym dedičstvom alebo mutáciami.

Vírusy používané ako vakcínové vektory musia mať nízky patogénny potenciál. Toto sa kontroluje pomocou zvieracích modelov. Toto je prípad vyvinutých alebo vyvíjajúcich sa vakcín proti vírusom kiahní, vezikulárnej stomatitídy a ebole.

Odkazy

1. Carter, J. B., Saunders, v. Do. 2013. Virologia: princípy a aplikácie. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, n. J., Easton, a. J., Leppard, K. N. 2007. Úvod do modernej viológie. Blackwell Malden.
3. Flint, J., Racello, V. R., RALL, G. F., Skalka, a. M., Enquist, L. W. 2015. Zásady virologie. Americká spoločnosť pre mikrobiológiu, Washington.
4. Trup, r. 2009. Porovnávacia virológia rastlín. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, J. 2016. Základná ľudská virológia. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, D. D., Whitley, r. J., Hayden, f. G. 2017. Klinická virológia. Americká spoločnosť pre mikrobiológiu, Washington.
7. Voevodin, a. F., Marx, P. Do., Jr. 2009. Opičie viológia. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, e. Klimatizovať., Hewlett, m. J., Bloom, D. C., Camerini, D. 2008. Základná viológia. Blackwell Malden.