Virologi

Læren om virus (virioner), deres oppbygning, struktur og spredningsveier (virusbiologi). Omfatter klassifisering av virus, deres evolusjon og interaksjon med vertsorganismen eller vertscellen som blir infektert av virus. Virus er parasitter i levende celler. 

Hos dyr kan virus gi sykdom og under evolusjonen har organismer og bakterier utviklet immunsystemer som som gir beskyttelse mot sykdom, og immunitet mot viruset. Det foregår et rustningskappløp mellom virus og vertsorganisme, forklart ved van Valens Rød dronninghypotese. En koevolusjon mellom virus og vertscelle. Virus har gjennom hele Jordens utvikling hatt stor betydning for evolusjon og økologi for alle encellete og flercellete organismer. En virussfæren har gjennom hele evolusjonen samvirket med cellesfæren. Det blir mye gjetninger om opprinnelsen til virus, og det er mange hypoteser. Virus kan ha "rømt" fra celler, eller var det en egen virusverden utviklet fra et precellulært stadium av evolusjonen ? Var viruset før cellene, i en RNA-verden, men hvordan kunne de eventuelt formere seg uten en celle   ? Virus har stor variasjon i virusmorfologi, virusgenom og reproduksjonsstrategi. Man kunne tenke seg at noen av virusene har sin opprinnelse fra selvstendige genetiske elementer, tilsvarende Barbara McClintocks "hoppende gener". Det er en besnærende ytre likhet mellom effekten av transposoner på enzymer i biosynteseveien av anthocyaniner, og hvordan tulipanvirus virker inn på samme måte og gir varigert fargemønster på tulipanblomsten. Er retrovirus opprinnelsen til den store mengden retrotransposoner man finner i det eukaryote genom ? Kan kapsidproteinene både i det ytre kapsidet og nukleokapsidet ha en annen evolusjonær opprinnelse enn prokaryote evneutelt eukaryote proteiner ? Hva er evolusjonshistorien til de sentrale virusenzymene RNA-avhengig RNA polymerase og revers transkriptase ? Hva er tilknytningen til transposaser og integrase ? Her kommer det i de nærmeste årene til å komme mye ny informasjon om evolusjonshistorien til virus. 

Immunsystemer gir seleksjon av virus (virusseleksjon). Det er ikke i virusets "interesse" å drepe og utrydde alle vertsorganismene. Jfr. myxomatoseviruset og utryddelse av kaniner i Australia.  Bakterier har også immunsystem i forsvar mot virus e.g. CRISPR.  Planter kan bruke RNA-interferens i forsvar mot virus, og produksjon av reaktive oksygenforbindelser e.g. superoksidantionradikal (O2-) produsert av enzymet NADPH oksidase.  Mutasjoner i genomet forekommer oftere (mutasjonsrate) i RNA-virus enn i DNA-virus. 

Virusklassifikasjon

Vertsorganisme(er)

Virus kan klassifiseres etter hvilken type organisme de infekterer: dyrevirus, plantevirus, soppvirus og bakterievirus (bakteriofarger). Noen dyrevirus kan ha flere vertsorganismer som fugler og pattedyr, e.g. influensavirus (fugl- gris-mennese) og koronavirus (flaggermus-primater-menneske)-(pangolin ?) Mange virus kan ha reservoirer med viruspartikler i dyr. Smågnager som mus og rotter kan være bærere av virus. 

Nukleinsyregenom

Virus klassifisert av om virusgenomet er DNA eller RNA, om det er enkelttrådet eller dobbelttrådet DNA eller RNA, samt om nukleinsyretråden er positiv sens (+) eller negativ sens (-). Retrovirus er en gruppe RNA-virus som bruker enzymet revers transkriptase i mangfoldiggjøring av viruspartiklene. Alle RNA-virus, bortsett fra retrovirus, bruker enzymet RNA-avhengig RNA-polymerase (RNA replikase) i oppformering av genomet. 

Subviruspartikler

Partikler med enklere struktur enn virus slik som viroider som er nakne RNA-molekyler og som kan infektere planter. 

Satelittvirus som er nukleinsyrer med eller uten kapsid som er avhengig av et hjelpervirus (kovirus)  for å kunne infektere og reprodusere seg.

Retrotransposoner blir betraktet som en type virus og har egen klassifikasjon. 

Virologi omfatter også studiet av prioner , en type infektiøse partikler, selv om disse ikke inneholder nukleinsyrer. 

Ytre form

Virus kan klassifisers etter strukturen og oppbygningen av kapsidet, antall kapsomere, den geometriske formen og stablingen av kapsidproteiner og nukleokapsider som enten heliks, kompleksstabling eller ikosaeder. 

Dessuten om kapsidet er dekket av en ytre lipidmembran (membrankappe) eller ikke (nakent uten membrankappe). Man antar at den ytre lipidmembranen har sin opprinnelse fra vertscellens cellemembraner med fosfolipider og proteiner, men inneholder også virusproteiner. Glykoproteiner på utsiden av membrankappen deltar i å feste viruset til vertscellen. Virusmembrankappen kan fusjonere med vertscellens cellemembran og slippe virusnukleokapsidet inn i vertscellen. Virus uten membrankappe, "nakne virus",  er mer stabile enn de med en proteinkappe og tåler bedre uttørking og detergenter.

Eksempler på patogene DNA-virus med ytre membrankappe utenpå kapsidet er Herpesvirus, Poxvirus, Hepadnavirus.RNA-virus med membrankappe er Koronavirus, Flavivirus, Alfavirus, Togavirus, Ortomyxovirus, Filovirus, Rhabdovirus.

Virustaksonomi

The International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) har ansvar for et taksonomisk klassifikasjonssystem for virus. Siden virus ikke er definert som liv bruker man en noe annen taksonomi, taksonomisk hierarki og nomenklatur enn for levende organismer. En celle er den minste strukturelle enheten for det som kan defineres som liv, og en viruspartikkel (virion) faller utenfor denne definisjonen.  Mye av moderne klassifisering av virus er basert på gensekvenser (nukleotidsekvenser), hvor kjente nukleotidsekvenser er lagret i GenBank. Noen av sekvensene er fremkommet via metagenomikk

Virusslekter etterfølges av endelsen (suffiks) -virus. En virusslekt må være identifisert ved en typesekvens, tilsvarende holotype (typeart) for organismer. 

Virus kan fordeles på virusfamilier klassifisert som -viridae. Noen komplekse virusfamilier kan det være behov for å dele opp i undervirusfamilier med suffiks -virinae

En virusorden er en samling av virusfamilier som deler en del felles egenskaper, klassifisert med suffiks -virales

Baltimoreklassifisering av virus

Baltimoreklassifisering (oppkalt etter nobelprisvinneren David Baltimore, delt nobelpris i fysiologi eller medisin 1975 for "interaksjon mellom tumorvirus og det genetiske materialet i cellen") er et klassifikasjonssystem for virus i syv grupper (I-VII) inndelt etter en samling kriterier basert på : 1. Nukleinsyre (DNA eller RNA). 2. Nukleinsyretrådtype (dobbelttrådet eller enkelttrådet, sens (+) eller antisens (-)). 3. Replikasjonsmetode og type virus-mRNA. 4. Med eller uten membrankappe.

I (1):Dobbelttrådet DNA-virus (dsDNA) (Adenovirus (Adenoviridae), Herpesvirus (Herpesviridae), Vannkoppevirus (Poxviridae)).
II (2):Enkelttrådet DNA-virus (ssDNA)  sens +tråd DNA (Parvovirus (Parvoviridae).
III (3):Dobbelttrådet RNA-virus (dsRNA) (Reo- & Rotavirus (Reoviridae)).
IV (4):Enkelttrådet RNA-virus sens +tråd ((+)ssRNA)(Noro- & Norwalkvirus (Calciviridae), Koronavirus (Coronaviridae),  Poliovirus (Picornaviridae), Rødhundervirus (Togaviridae),
     Deng-, Zika-, Gulfeber- & Hepatitt C-virus (Flaviviridae), Astrovirus (Astroviridae).
V (5):Enkelttrådet RNA-virus antisens -tråd ((−)ssRNA)  (Influensavirus (Orthomyxoviridae), Rabiesvirus (Rhabdoviridae), Ebola- & Margburgvisus (Filoviridae),
     Hantavirus (Bunyaviridae), Mesling-, Kusma- & RS- Respiratorisksyncytialvirus (Paramyxoviridae).
VI (6):Enkelttrådet RNA-retrovirus sens +tråd (ssRNA-RT) oppformert RNA via et DNA-intermediat, (HIV-virus (Retroviridae).
VII (7):Dobbelttrådet DNA revers transkriptasevirus (dsDNA-RT) oppformert med et RNA-intermediat (Hepatitt B-virus (Hepadnaviridae).

Tilbake til hovedside

Publisert 17. mars 2020 09:35 - Sist endret 24. mars 2020 09:20