Zgodovina virologije, kakšne študije, vrste virusov, primeri

The virologija Podružnica biologije preučuje izvor, evolucijo, klasifikacijo, patologijo ter biomedicinsko in biotehnološko uporabo virusov. Virusi so majhni delci, 0,01-1 µm, katerih genetske informacije imajo kot edini namen njihove lastne replikacije.

Virusni geni dekodiramo s celičnimi molekularnimi stroji, okuženi za množenje. Zato so virusi znotrajcelični zajedavci, odvisni od presnovnih funkcij živih celic.

Vir: Fotografija: Cynthia GoldsmithContent ponudniki (-e): CDC/ DR. Erskine. L. Palmer; Doktor. M. L. Martin [javna domena]

Najpogostejši genetski material na planetu ustreza materialu virusov. Okužite druge viruse in vsa živa bitja. Imunski sistemi ne branijo vedno uspešno: nekatere najbolj uničujoče bolezni ljudi in živali povzročajo virus.

Med človeškimi virusnimi boleznimi so rumena mrzlica, poliomielitis, gripa, aids, male strupe in ošpice. Virusi sodelujejo pri približno 20% človeških rakih. Vsako leto respiratorne in črevesne okužbe virusnega izvora ubijajo milijone otrok v državah v razvoju.

Nekateri virusi so koristni za tipkanje bakterij, kot so viri encimov, za zatiranje škodljivcev, kot antibakterijska sredstva, za boj proti raku in kot genski vektorji.

[TOC]

Zgodovina

Konec 19. stoletja sta Martinus Beijerinck in Dmitri Ivanovski neodvisno ugotovila, da filtrirajo brez bolnikov s tobačnimi rastlinami. Beijerinck je poklical tega agenta Contagium vivum fluidum.

Zdaj vemo, da je Beijerinck in Ivanovski puščala virus mozaika tobaka. Tudi v devetnajstem stoletju sta Friedrich Loeffler in Paul Frosch ugotovila, da afitazna vročina goveda povzroči ne -bakterijski sredstvo.

V prvem desetletju dvajsetega stoletja sta Vilhelm Ellerman in Olaf Bang pokazala prenos levkemije pri piščancih z uporabo celic brez celic. Ti poskusi so nam omogočili, da sklepamo, da obstajajo živalski virus, ki lahko povzroči rak.

V drugem desetletju dvajsetega stoletja je Frederick Twort opazil lizo mikrokokov v agar ploščah, v katerih je skušal gojiti virus male strupe, ob predpostavki, da je omenjena liza povzročila virus ali encimi bakterij. Felix d'Erelle je odkril, da so bacili, ki povzročajo dizenterijo.

Leta 1960 je Peter Medawar prejel Nobelovo nagrado, ker je ugotovil, da virusi vsebujejo genetski material (DNK ali RNA).

Vrste virusov

Virusi so razvrščeni glede na značilnosti, ki jih imajo. To so morfologija, genom in interakcija z gostiteljem.

Klasifikacija, ki temelji na interakciji virusa z gostiteljem, temelji na štirih merilih: 1) proizvodnji nalezljivega potomstva; 2) če virus ubije ali ne gostitelja; 3) če obstajajo klinični simptomi; 4) trajanje okužbe.

Imunski sistem ima pomembno vlogo pri interakciji med virusi in gostiteljem, ker določa razvoj okužbe. Tako je okužba lahko akutna in subklinična (virus je izločen iz telesa) ali obstojna in kronična (virus ni izločen iz telesa).

Vam lahko služi: chemiorreceptor

Klasifikacija, ki temelji na razlikah v genomu (sistem Baltimore) in taksonomske klasifikacije, ki upošteva vse značilnosti virusov, so trenutno najbolj uporabljeni sistemi za katalogiranje virusov.

Klasifikacija, ki temelji na morfologiji

Za razumevanje te klasifikacije je treba poznati dele, ki sestavljajo virus. Virusi so sestavljeni iz genoma in kapsida, ki se lahko zavijejo. Genom je lahko DNK ali RNA, preprosta ali dvojna, linearna ali krožna veriga.

Capsid je zapletena struktura, sestavljena iz številnih enakih virusnih beljakovinskih podenot, imenovanih kapsomeri. Njegova glavna funkcija je zaščita genoma. Služi tudi za prepoznavanje gostiteljske celice in se ji pridruži ter zagotoviti transport genoma v notranjost celice.

Ovijanje je membrana, sestavljena iz lipidov in glikoproteinov, ki obdajajo kapsid. PRIKLJUČEK IZ TELICE. Se močno razlikuje po velikosti, morfologiji in zapletenosti. Prisotnost ali odsotnost zavijanja služi kot merilo za klasifikacijo virusa.

Tri kategorije virusa so prepoznane brez zavijanja: 1) izometrično s približno sferično obliko (ikosahedros ali ikosadaltahedroni); 2) filamentosos, preprosta oblika propelerja; 3) kompleksi, brez prejšnjih oblik. Nekateri virusi, kot je BacteryoFago T2, združujejo izometrične in nitaste oblike.

Če se virus zavija, jih je mogoče dodeliti tudi morfološkim kategorijam, ki temeljijo na značilnostih nukleokapsida.

Klasifikacija na osnovi genoma: Baltimore sistem

Ta klasifikacija, ki jo je predlagal David Baltimore, obravnava naravo virusnega genoma v smislu mehanizma, ki ga uporablja za razmnoževanje nukleinske kisline in prepisovanje messenger RNA (RM) za biosintezo beljakovin.

V Baltimorejevem sistemu virus, katerega genom RNA ima enak pomen, da se mRNA imenuje virus s pozitivnim smislom (+) RNA, medtem ko virusi, katerih genom je negativni smisel (-). Virusi z dvojnimi verigami imata oba čutila.

Pomanjkljivost te klasifikacije je, da virusi, ki imajo podobne mehanizme podvajanja, ne delijo nujno drugih značilnosti.

Baltimore sistemski razredi

Razred I. Virus DNK z dvojno verigo. Transkripcija, podobna gostiteljski celici.

Razred II. Virus s preprostim verižnim genom DNK. DNK je lahko polarnost (+) in (-). Pretvorjeno v dvojno verigo pred sintezo RNM.

Razred III. Virus z dvojnim verižnim genom RNA (ARTS). Z segmentiranim genomom in ARNM, sintetiziranim iz vsakega segmenta plesni DNK. Encimi, ki sodelujejo v transkripciji, ki jo kodira virusni genom.

Razred IV. Virus z preprostim verižnim RNA genom (ARSS), polarnost (+). Sinteza mRNA je bila pred sintezo dopolnilne verige. Transkripcija je podobna kot v razredu 3.

Razred V. Virus genoma ARSS nasproten virusu MNE Ukrep (-). RNM sinteza, ki zahteva encime, ki jih kodira virus. Proizvodnja novih generacij virusa zahteva sintezo posredniških arka.

Vam lahko služi: okoljska biotehnologija: zgodovina, kakšne študije, aplikacije

Razred VI. Virus z genom ARNS, ki proizvaja posredniške ADND pred replikacijo. Uporabite encime, ki jih virus prevaža.

Razred VII. Virusi, ki ponovijo svoje in prek vmesnih ARN -jev.

Taksonomska klasifikacija

Mednarodni odbor za taksonomijo virusov je ustanovil taksonomsko shemo za razvrščanje virusov. Ta sistem uporablja oddelke za red, družino, poddružino in spol. Še vedno obstaja razprava o uporabi koncepta vrst za viruse.

Merila, ki se uporabljajo za taksonomsko klasifikacijo, so interval gostitelja, morfološke značilnosti in narava genoma. Poleg tega so upoštevana druga merila, kot so dolžina pufernega repa (virus, ki okuži bakterije), prisotnost ali odsotnost nekaterih genov v genomih in filogenetska razmerja med virusi.

Primer te klasifikacije je: mononegaviralni red; Družina paramyxoviridae; Poddružino paramyxovirinae, gerere Morbilivirus; Vrste, virus ošpic.

Imena družin, poddružin in žanrov navdihujejo kraj izvora, gostitelja ali simptomi bolezni, ki jih povzroči virus. Na primer, reka Ebola v Zairu daje ime žanru Ebola; Tobačni mozaik daje ime žanru Tomabovirus.

Številna imena virusnih skupin so besede latinskega ali grškega izvora. Na primer Podoviridae izhaja iz Grke Pod, Kaj pomeni stopalo. To ime se nanaša na kratkoročne fage.

Primeri virusov

Virus gripe

Okužijo ptice in sesalce. Imajo raznoliko morfologijo, z zavijanjem. Preprost verižni RNA genom. Baltimore in družina spadata v Baltimore Orthomyxoviridae.

Tej družini pripadajo virusi gripe. Večino primerov gripe povzročajo virusi gripe. Epidemije, ki jih povzročajo virusi gripe B, se zgodijo vsakih 2-3 leta. Tisti, ki jih proizvajajo virusi gripe C, so manj pogosti.

Virus gripe A je povzročil štiri pandemije: 1) španska gripa (1918-1919), podtip virusov H1N1, neznanega izvora; 2) azijska gripa (1957-1958), podtip H2N2, Aviar Origin; 3) gripa Hong Kong (1968-1969), podtip H3N3, Aviar Origin; 4) prašičja gripa (2009–2010), podtip H1N1, prašičjega izvora.

Najbolj uničujoča pandemija, ki jo povzroči španska gripa. Ubil je več ljudi kot prva svetovna vojna.

Črke H in N izvirajo iz membranskih glikoproteinov hemaglutinina in nevrominidaze. Ti glikoproteini so prisotni v različnih antigenih oblikah in so vključeni v nove različice.

Retrovirus

Okužite sesalce, ptice in druge vretenčarje. Sferična morfologija, z ovojnico. Preprost verižni RNA genom. Baltimore in družina spadata v razred VI Retroviridae.

Ta družina pripada virusu človeške imunske pomanjkljivosti (HIV), spolu Lentivirus. Ta virus povzroča škodo imunskemu sistemu okužene osebe, zaradi česar je dovzetna za okužbo z bakterijami, virusi, glivami in protozojami. Bolezen, ki jo povzroči HIV, je znana kot sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti (AIDS).

Tudi drugi žanri, ki pripadajo Retroviridae, povzročajo resne bolezni. Na primer: Spumavirus (gobast virus opice); Epsilonretrovirus (Walleyejev virus dermalnega sarkoma); Gammaretrovirus (Virus levkemije Murina, virus mačje levkemije); Betaretrovirus (Virusi tumorja dojk); in Alfaretrovirus (Virus rous sarkoma).

Vam lahko služi: Half Löwenstein-Losen: fundacija, priprava in uporaba

Virus herpesa

Okuži sesalce, ptice in vretenčarje hladne krvi. Morfologija virusa: ikozahedrična kapsula, z ovojnico. DOPORNI DNK DNK GENOM. Pripadajo Baltimore razredu I in naročijo herpesvirales.

Nekateri člani so: Herpes Simplex Virus 2 (povzroča genitalni herpes); človeški citomegalovirus (povzročajo prirojene napake); Herpesvirus kaposibƃ^Tms sarkoma (vzrok sarkoma kapozija); Virus epsteinbƃbar ali EBV (povzroča žlezno vročino in tumorji).

Virus, ki povzroča poliomielitis in druge povezane viruse

Okuži sesalce in ptice. Morfologija virusa: izometrični ali icosahhedric. Preprost verižni RNA genom. Pripadajo Baltimoreu razredu IV in družini Picornaviridae.

Nekateri žanri te družine so: Hepatovirus (povzroči hepatitis A); Enterovirus (povzroči poliomielitis); Afthovirus (Povzroči afozazo).

Virus, ki povzroča steklino in z njimi povezane viruse

Okužite sesalce, ribe, žuželke in rastline. Spiralna morfologija, z zavitkom. Preprost verižni RNA genom. Baltimore in družina spadata v Baltimore Rhabdovridae.

Ta družina pripada virusom, ki proizvajajo bolezni, kot je bes, ki jih povzroča spol Lyssavirus; Vezikularni stomatitis, ki ga povzroča spol Vesiculovirus; in rumeni pritlikavi krompir, ki ga povzroča žanr Novrirhabdovirus.

Virus, ki povzroča nalezljivo erihremo

Okuži sesalce, ptice in žuželke. Simetrična morfologija Icosahédica. Preprost verižni DNK genom. Pripadajo Baltimoreu razredu II in družini Parvoviridae.

Član te družine je virus B19, ki pripada žanru Eritrovirus, Povzroči nalezljivo erihremo pri ljudeh, kar običajno ne povzroča simptomov. Virus B19 okuži predhodne celice rdečih krvnih celic.

Nekateri člani Parvoviridae Uporabljajo se kot genski vektorji.

Uporaba virusov

Virusi se lahko uporabljajo v korist človeka z gradnjo rekombinantnih virusov. Ti imajo spremenjen genom s pomočjo molekularnih bioloških tehnik.

Rekombinantni virusi so potencialno koristni za gensko terapijo, katerih namen je ozdraviti specifične bolezni ali proizvodnjo cepiva.

HIV se uporablja za gradnjo genskih vektorjev (lentivirusni vektorji) za gensko terapijo. Ti vektorji so se izkazali za učinkovite pri živalskih modelih bolezni pigmentnega epitelija mrežnice, kot je pigmentarni retinitis, ki ga povzroča avtosomno recesivno dedovanje ali mutacije.

Virusi, ki se uporabljajo kot cepivi, morajo imeti nizek patogeni potencial. To preverjamo z živalskimi modeli. To je primer razvitih ali razvijajočih se cepiv proti virusom malih strupov, vezikularnega stomatitisa in ebole.

Reference

1. Carter, J. B., Saunders, v. Do. 2013. Virologija: načela in aplikacije. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, n. J., Easton, a. J., Leppard, k. N. 2007. Uvod v sodobno virologijo. Blackwell Malden.
3. Flint, j., Racaniello, v. R., Rall, g. F., Skalka, a. M., Enquist, l. W. 2015. Načela virologije. Ameriško društvo za mikrobiologijo, Washington.
4. Hull, r. 2009. Primerjalna rastlinska virologija. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, j. 2016. Bistvena človeška virologija. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, d. D., Whitley, r. J., Hayden, f. G. 2017. Klinična virologija. Ameriško društvo za mikrobiologijo, Washington.
7. Voevodin, a. F., Marx, str. Do., Jr. 2009. Simian Virology. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, e. K., Hewlett, m. J., Bloom, d. C., WASHERNINI, d. 2008. Osnovna virologija. Blackwell Malden.