Klasifikace virů - Virus classification
Klasifikace virů je proces pojmenování virů a jejich umístění do taxonomického systému podobného klasifikačním systémům používaným pro buněčné organismy .
Viry jsou klasifikovány podle fenotypových charakteristik, jako je morfologie , typ nukleové kyseliny , způsob replikace, hostitelské organismy a typ onemocnění, které způsobují. Za formální taxonomickou klasifikaci virů odpovídá systém Mezinárodního výboru pro taxonomii virů (ICTV), ačkoli klasifikační systém Baltimore lze použít k zařazení virů do jedné ze sedmi skupin na základě jejich způsobu syntézy mRNA. ICTV stanoví konkrétní konvence pojmenování a další pokyny pro klasifikaci.
Byl navržen katalog všech známých virů na světě a v roce 2013 probíhalo určité předběžné úsilí.
Definice druhu viru
Druhy tvoří základ pro jakýkoli systém biologické klasifikace. Před rokem 1982 se mělo za to, že viry nelze vyrobit tak, aby odpovídaly reprodukčnímu konceptu druhů Ernsta Mayra , a proto nebyly přístupné takové léčbě. V roce 1982 začala ICTV definovat druh jako „shluk kmenů“ s jedinečnými identifikačními vlastnostmi. V roce 1991 byl přijat konkrétnější princip, že druh viru je polyetická třída virů, která představuje replikovanou linii a zaujímá konkrétní ekologickou mezeru.
V červenci 2013 se definice druhů ICTV změnila na stav: „Druh je monofyletická skupina virů, jejichž vlastnosti lze odlišit od vlastností jiných druhů podle několika kritérií.“ Tato kritéria zahrnují strukturu kapsidy , existenci obalu, program genové exprese pro její proteiny, rozsah hostitele, patogenitu a hlavně podobnost genetické sekvence a fylogenetický vztah.
Skutečná použitá kritéria se liší podle taxonu a mohou být někdy nekonzistentní (prahy libovolné podobnosti) nebo nesouvisející s linií (geografií). Záležitost není pro mnohé dosud vyřešena.
ICTV klasifikace
Mezinárodní výbor pro klasifikaci virů začal navrhovat a implementovat pravidla pro pojmenování a klasifikaci virů počátkem v roce 1970, což je úsilí, které pokračuje až do současnosti. ICTV je jediným orgánem Mezinárodní unie mikrobiologických společností, který má za úkol vyvinout, vylepšit a udržovat univerzální virovou taxonomii. Systém sdílí mnoho funkcí s klasifikačním systémem buněčných organismů , jako je struktura taxonu . Existují však určité rozdíly, například univerzální použití kurzívy pro všechna taxonomická jména, na rozdíl od Mezinárodního nomenklaturního kodexu pro řasy, houby a rostliny a Mezinárodního kodexu zoologické nomenklatury .
Virová klasifikace začíná na úrovni říše a pokračuje následovně s taxonomickými příponami v závorkách:
-
Říše ( -viria )
- Subrealm ( -vira )
- Království ( -virae )
- Subrealm ( -vira )
Na rozdíl od systému binomické nomenklatury přijatého u buněčných druhů v současné době neexistuje standardizovaná forma pro názvy druhů virů. V současné době ICTV nařizuje, aby název druhu musel obsahovat co nejméně slov a přitom zůstat odlišný, a nesmí obsahovat pouze slovo virus a název hostitele. Názvy druhů mají často podobu viru [Disease] , zejména u vyšších rostlin a živočichů. V roce 2019 zveřejnila ICTV návrh na přijetí formalizovanějšího systému binomické nomenklatury pro názvy druhů virů, o kterém se bude hlasovat v roce 2020. Někteří virologové však později vznesli námitky proti možné změně systému pojmenování s tím, že debata přišla, zatímco mnoho pole bylo zaneprázdněno kvůli pandemii COVID-19 .
Od roku 2019 se používají všechny úrovně taxonů kromě subrealmu, subkingdom a podtřídy. Jsou rozpoznány čtyři říše, jedna řada incertae sedis , 24 rodin incertae sedis a tři incertae sedis rody:
Realms : Duplodnaviria , Monodnaviria , Adnaviria , Ribozyviria , Riboviria a Varidnaviria
Rodiny Incertae sedis :
- Alphasatellitidae
- Ampullaviridae
- Anelloviridae
- Avsunviroidae
- Baculoviridae
- Bicaudaviridae
- Clavaviridae
- Finnlakeviridae
- Fuselloviridae
- Globuloviridae
- Guttaviridae
- Halspiviridae
- Hytrosaviridae
- Nimaviridae
- Nudiviridae
- Ovaliviridae
- Plasmaviridae
- Polydnaviridae
- Portogloboviridae
- Pospiviroidae
- Spiraviridae
- Thaspiviridae
- Tolecusatellitidae
- Tristromaviridae
Rody Incertae sedis : Deltavirus , Dinodnavirus , Rhizidiovirus
Klasifikace virů na základě struktury
Bylo navrženo, že podobnost v sestavě a struktuře virionů pozorovaná u určitých virových skupin infikujících hostitele z různých oblastí života (např. Bakteriální tektiviry a eukaryotické adenoviry nebo prokaryotické Caudovirales a eukaryotické herpesviry) odráží evoluční vztah mezi těmito viry. Proto byl navržen strukturální vztah mezi viry jako základ pro definování taxonů vyšších úrovní-virových linií založených na struktuře-které by mohly doplnit klasifikační schéma ICTV z roku 2010.
ICTV postupně přidal mnoho taxonů vyšší úrovně pomocí vztahů v proteinových záhybech. Všechny čtyři sféry definované v vydání pro rok 2019 jsou definovány přítomností proteinu určité strukturní rodiny.
Baltimorská klasifikace
Baltimorská klasifikace (poprvé definovaná v roce 1971) je klasifikační systém, který zařazuje viry do jedné ze sedmi skupin v závislosti na kombinaci jejich nukleové kyseliny ( DNA nebo RNA ), vláknovosti (jednovláknové nebo dvouvláknové), smyslu a způsobu replikace . Tyto skupiny pojmenované podle Davida Baltimora , biologa , který získal Nobelovu cenu , jsou označeny římskými číslicemi . Další klasifikace jsou určeny onemocněním způsobeným virem nebo jeho morfologií, z nichž ani jedna není uspokojivá kvůli různým virům, které způsobují stejné onemocnění nebo vypadají velmi podobně. Pod mikroskopem je navíc často obtížné určit virové struktury. Klasifikace virů podle jejich genomu znamená, že všichni v dané kategorii se budou chovat podobným způsobem, což naznačuje, jak postupovat v dalším výzkumu. Viry lze zařadit do jedné ze sedmi následujících skupin:
- I: dsDNA viry (např. Adenoviry , Herpesviry , Poxviry )
- II: ssDNA viry (+ vlákno nebo „sense“) DNA (např. Parvoviry )
- III: dsRNA viry (např. Reoviry )
- IV: (+) ssRNA viry (+ vlákno nebo sense) RNA (např Koronaviry , pikornaviry , togaviry )
- V: ( -) ssRNA viry ( - vlákno nebo antisense) RNA (např. Orthomyxoviry , Rhabdoviry )
- VI: ssRNA-RT viry (+ vlákno nebo sense) RNA s DNA meziproduktem v životním cyklu (např. Retroviry )
- VII: dsDNA-RT viry DNA s RNA meziproduktem v životním cyklu (např. Hepadnavirusy )
DNA viry
Viry s genomem DNA , kromě virů reverzně transkribujících DNA , jsou členy tří ze čtyř uznávaných virových oblastí : Duplodnaviria , Monodnaviria a Varidnaviria . Ale incertae sedis řád Ligamenvirales a mnoho dalších incertae sedis rodin a rodů, jsou také použity ke klasifikaci DNA viry. Domény Duplodnaviria a Varidnaviria se skládají z dvouvláknových DNA virů; další dvouvláknové DNA viry jsou incertae sedis . Doména Monodnaviria se skládá z jednovláknových DNA virů, které obecně kódují HUH endonukleázu ; další jednovláknové DNA viry jsou incertae sedis .
- Skupina I : viry mají dvouvláknovou DNA. Nacházejí se zde viry, které způsobují plané neštovice a herpes .
- Skupina II : viry mají jednovláknovou DNA.
Virová rodina | Příklady (běžné názvy) | Virion nahý/obalený |
Kapsidová symetrie |
Typ nukleové kyseliny | Skupina |
---|---|---|---|---|---|
1. Adenoviridae | Virus psí hepatitidy , Některé typy nachlazení | Nahý | Icosahedral | ds | Já |
2. Papovaviridae | JC virus , HPV | Nahý | Icosahedral | ds kruhový | Já |
3. Parvoviridae | Lidský parvovirus B19 , psí parvovirus | Nahý | Icosahedral | ss | II |
4. Herpesviridae | Herpes simplex virus , virus varicella-zoster , cytomegalovirus , virus Epstein-Barrové | Obal | Icosahedral | ds | Já |
5. Poxviridae | Virus neštovic , neštovice , virus myxomu , opice , virus vakcínie | Složité kabáty | Komplex | ds | Já |
6. Anelloviridae | Torque teno virus | Nahý | Icosahedral | ss kruhový | II |
7. Pleolipoviridae | HHPV1 , HRPV1 | Obal | ss/ds lineární/kruhový | I/II |
RNA viry
Všechny viry, které mají genom RNA a které kódují RNA polymerázu závislou na RNA (RdRp), jsou členy království Orthornavirae v říši Riboviria .
- Skupina III : viry mají dvouvláknové genomy RNA, např. Rotavirus .
- Skupina IV : viry mají jednovláknové RNA genomy pozitivního smyslu. V této skupině se nachází mnoho dobře známých virů, včetně pikornavirů (což je rodina virů, která zahrnuje známé viry jako virus hepatitidy A, enteroviry, rhinoviry, poliovirus a virus slintavky a kulhavky), virus SARS , hepatitida Virus C, virus žluté zimnice a virus zarděnky .
- Skupina V : viry mají negativně smyslové jednovláknové genomy RNA. Viry Ebola a Marburg jsou dobře známými členy této skupiny spolu s virem chřipky , spalničkami , příušnicemi a vzteklinou .
Reverzní přepis virů
Všechny viry, které kódují reverzní transkriptázu (známá také jako RT nebo RNA-dependentní DNA polymeráza), patří do třídy Revtraviricetes v rámci kmene Arterviricota , království Pararnavirae a říše Riboviria . Třída Blubervirales obsahuje viry Hepadnaviridae z jedné rodiny DNA RT (reverzní transkripce) virů; všechny ostatní RT viry jsou členy třídy Ortervirales .
- Skupina VI : viry mají jednovláknové RNA viry, které se replikují meziproduktem DNA. Mezi retroviry jsou zahrnuty v této skupině, z nichž HIV členem.
- Skupina VII : viry mají dvouvláknové genomy DNA a replikují se pomocí reverzní transkriptázy. V této skupině se nachází virus hepatitidy B.
Virová rodina | Příklady (běžné názvy) | Kapsid nahý/obalený |
Capsidová symetrie |
Typ nukleové kyseliny | Skupina |
---|---|---|---|---|---|
1. Retroviridae | HIV | Obal | dimerová RNA | VI | |
2. Caulimoviridae | Caulimovirus , Cacao swollen -shoot virus (CSSV) | Nahý | VII | ||
3. Hepadnaviridae | Virus hepatitidy B. | Obal | Icosahedral | kruhový, částečně ds | VII |
Historické systémy
Holmesova klasifikace
Holmes (1948) použil lineární taxonomii s binomickou nomenklaturou ke klasifikaci virů do 3 skupin v rámci jednoho řádu, Virales . Jsou umístěny následovně:
- Skupina I: Phaginae (útočí na bakterie)
- Skupina II: Phytophaginae (útočí na rostliny)
- Skupina III: Zoophaginae (útočí na zvířata)
Tento systém nebyl ostatními akceptován kvůli jeho zanedbání morfologické podobnosti.
Subvirová činidla
Následující infekční agens jsou menší než viry a mají jen některé ze svých vlastností. Od roku 2015 jim ICTV umožňuje klasifikovat je podobným způsobem, jakým jsou viry.
Viroidy a agenti závislí na viru
Viroidy
- Rodina Avsunviroidae
- Rod Avsunviroid ; druh typu : viroid avokáda sunblotch
- Rod Pelamoviroid ; druh druhu: Viroid z latentní mozaiky broskve
- Rod Elaviroid ; druh druhu: Lilek latentní viroid
- Rodina Pospiviroidae
- Rod pospiviroid ; druh druhu: viroid bramborové vřetenovité hlízy
- Rod Hostuviroid ; druh druhu: viroid chmelového kaskadéra
- Rod Cocadviroid ; druh druhu: kokosový cadang-cadang viroid
- Rod Apscaviroid ; druh druhu: viroid jizevnaté kůže
- Rod Coleviroid ; druh druhu: Coleus blumei viroid 1
Satelity
Satelity závisí na souběžné infekci hostitelské buňky pomocným virem pro produktivní množení. Jejich nukleové kyseliny mají v podstatě odlišné nukleotidové sekvence buď z jejich pomocného viru, nebo hostitele. Když satelitní subvirové činidlo kóduje obalový protein, ve kterém je zapouzdřeno, pak se tomu říká satelitní virus.
Satelitní nukleové kyseliny připomínají satelitní nukleové kyseliny v tom, že se replikují pomocí pomocných virů. Liší se však tím, že mohou kódovat funkce, které mohou přispět k úspěchu jejich pomocných virů; zatímco oni jsou někdy považováni za genomové prvky jejich pomocných virů, ne vždy se nacházejí v jejich pomocných virech.
- Satelitní viry
- Jednovláknové RNA satelitní viry
- (nejmenovaná rodina)
- Rodina Sarthroviridae
- Macronovirus - satelitní virus Macrobrachium 1 (extra malý virus)
- (nejmenovaný rod) - Nilaparvata lugens commensal X virus
- (nejmenovaný rod) -Chronický satelitní virus paralýzy včel
- Dvouvláknové satelitní viry
DNA
- Rodina Lavidaviridae - virofágy
- Jednovláknové satelitní viry
DNA
- Rod Dependoparvovirus - Adeno-asociované viry skupina
- Jednovláknové RNA satelitní viry
- Satelitní nukleové kyseliny
- Jednovláknové satelitní DNA
- Rodina Alphasatellitidae (kódující protein iniciátoru replikace)
- Rodina Tolecusatellitidae (kódující determinant patogenity βC1)
- Dvouvláknové satelitní RNA
- Jednovláknové satelitní RNA
- Podskupina 1: Velké satelitní RNA
- Podskupina 2: Malé lineární satelitní RNA
- Podskupina 3: Kruhové satelitní RNA ( virusoidy )
- Rod Deltavirus
- Polerovirus -associated RNA
- Satelitní RNA
- Satelitní DNA
- Jednovláknové satelitní DNA
Vadné rušivé částice
Vadné interferující částice jsou defektní viry, které ztratily schopnost replikace, kromě přítomnosti pomocného viru, kterým je normálně rodičovský virus. Mohou také interferovat s pomocným virem.
- Vadné interferující částice (RNA)
- Vadné interferující částice (DNA)
Viz také
Poznámky
- ^ Zimmer C (5. září 2013). „Katalog všech světových virů?“ . New York Times . Citováno 6. září 2013 .
- ^ a b Alimpiev, Egor (15. března 2019). Přehodnocení konceptu druhu viru (PDF) .
- ^ Adams MJ, Lefkowitz EJ, King AM, Carstens EB (prosinec 2013). „Nedávno dohodnuté změny v Mezinárodním kodexu klasifikace a nomenklatuře virů“ . Archiv virologie . 158 (12): 2633–9. doi : 10,1007/s00705-013-1749-9 . PMID 23836393 .
- ^ "Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV)" . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) . Citováno 2021-06-10 .
- ^ Peterson, A Townsend (23. července 2014). „Definování virových druhů: využití taxonomie užitečné“ . Virology Journal . 11 (1): 131. doi : 10,1186/1743-422X-11-131 . PMC 4222810 . PMID 25055940 .
- ^ Lefkowitz EJ, Dempsey DM, Hendrickson RC, Orton RJ, Siddell SG, Smith DB (leden 2018). „Taxonomie virů: databáze Mezinárodního výboru pro taxonomii virů (ICTV)“ . Výzkum nukleových kyselin . 46 (D1): D708 – D717. doi : 10,1093/nar/gkx932 . PMC 5753373 . PMID 29040670 .
- ^ a b „Kód ICTV“ . talk.ictvonline.org . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Citováno 26. dubna 2020 .
- ^ „Mezinárodní kód klasifikace a nomenklatury virů“ . ICTV . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Citováno 2. září 2020 .
- ^ Siddell, Stuart; Walker, Peter; Lefkowitz, Elliot; Mushegian, Arcady; Dutilh, Bas; Harrach, Balázs; Harrison, Robert; Junglen, Sandra; Knowles, Nick; Kropinski, Andrew; Krupovic, Mart; Kuhn, Jens; Nibert, Max; Rubino, Luisa; Sabanadzovic, Sead; Simmonds, Peter; Varsani, Arvind; Zerbini, Francisco; Davison, Andrew (3. prosince 2019). „Binomická nomenklatura pro druhy virů: konzultace“ . Arch Virol . 165 (2): 519–525. doi : 10,1007/s00705-019-04477-6 . PMC 7026202 . PMID 31797129 .
- ^ Mallapaty, Smriti (30. července 2020). „Měla by se pravidla pojmenování virů během pandemie změnit? Otázka rozděluje virology“ . Příroda . 584 (7819): 19–20. Bibcode : 2020Natur.584 ... 19M . doi : 10,1038/d41586-020-02243-2 . PMID 32733098 .
- ^ a b „Virus Taxonomy: Release 2019“ . talk.ictvonline.org . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Citováno 26. dubna 2020 .
- ^ Bamford DH (květen 2003). „Tvoří viry linie v různých oblastech života?“. Výzkum v mikrobiologii . 154 (4): 231–6. doi : 10,1016/S0923-2508 (03) 00065-2 . PMID 12798226 .
- ^ Krupovič M, Bamford DH (prosinec 2010). „Řád do virového vesmíru“ . Journal of Virology . 84 (24): 12476–9. doi : 10,1128/JVI.01489-10 . PMC 3004316 . PMID 20926569 .
- ^ "Taxonomie virů: vydání 2019" . talk.ictvonline.org . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Citováno 26. dubna 2020 .
- ^ „Baltimorská klasifikace virů“ (webové stránky.) Webová kniha molekulární biologie - http://web-books.com/ . Citováno 2008-08-18.
- ^ "Taxonomie virů: vydání 2019" . talk.ictvonline.org . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Citováno 25. dubna 2020 .
- ^ Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Varsani A, Wolf YI, Yutin N, Zerbini M, Kuhn JH. „Návrh: Vytvořte megataxonomický rámec, naplňující všechny hlavní taxonomické pozice, pro oblast Riboviria“ . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) . Citováno 2020-05-21 .Správa CS1: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
- ^ Kuhn, Jens H. (2020). „Virusová taxonomie“. Referenční modul v biologických vědách . Encyklopedie virologie . s. 28–37. doi : 10,1016/B978-0-12-809633-8.21231-4 . ISBN 978-0-12-809633-8. PMC 7157452 .
- ^ STRAUSS, JAMES H .; STRAUSS, ELLEN G. (2008). „Subvirová činidla“. Viry a lidská nemoc . Elsevier. s. 345–368. doi : 10,1016/b978-0-12-373741-0,50012-x . ISBN 978-0-12-373741-0. S2CID 80872659 .
- ^ TaxoProp 2015.002aG
- ^ "80.002 Avsunviroidae - ICTVdB Index virů." (Web.) Webové stránky amerického národního institutu zdraví. Citováno 2007-09-27.
- ^ "80.001 Popsiviroidae - ICTVdB Index virů." (Web.) Webové stránky amerického národního institutu zdraví. Citováno 2007-09-27.
- ^ Krupovic, Mart; Kuhn, Jens H .; Fischer, Matthias G. (7. října 2015). „Klasifikační systém pro virofágy a satelitní viry“ . Archiv virologie . 161 (1): 233–247. doi : 10,1007/s00705-015-2622-9 . PMID 26446887 .