VIROLOGI: HISTORIE, HVA DEN STUDERER, TYPER VIRUS, EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Den virologi er den grenen av biologi som studerer opprinnelse, evolusjon, klassifisering, patologi og biomedisinske og bioteknologiske anvendelser av virus. Virus er små partikler, 0,01–1 um, hvis genetiske informasjon utelukkende er for deres egen replikasjon.

Genene til virus dekodes av det molekylære maskineriet i den infiserte cellen for multiplikasjon. Derfor er virus obligatoriske intracellulære parasitter avhengig av de metabolske funksjonene til levende celler.

Kilde: Fotokreditt: Cynthia Goldsmith Content Providers (s): CDC / Dr. Erskine. L. Palmer; Dr. ML Martin

Det mest tallrike arvestoffet på planeten tilsvarer viruset. De smitter andre virus og alle levende ting. Immunsystemer forsvarer ikke alltid vellykket mot virus: noen av de mest ødeleggende sykdommene hos mennesker og dyr er forårsaket av virus.

Menneskelige virussykdommer inkluderer gul feber, polio, influensa, AIDS, kopper og meslinger. Virus er involvert i omtrent 20% av menneskelige kreftformer. Hvert år dreper virusinfeksjoner og tarminfeksjoner millioner av barn i utviklingsland.

Noen virus er nyttige for å skrive bakterier, som kilder til enzymer, for skadedyrbekjempelse, som antibakterielle midler, for å bekjempe kreft og som genvektorer.

Historie

På slutten av 1800-tallet bestemte Martinus Beijerinck og Dmitri Ivanovski uavhengig av at bakteriefri filtrater fra syke tobakksplanter inneholdt et middel som var i stand til å infisere sunne planter. Beijerinck kalte dette middelet contagium vivum fluidum.

Vi vet nå at Beijerinck- og Ivanovski-filtratet inneholdt tobakksmosaikkviruset. Også på 1800-tallet konkluderte Friedrich Loeffler og Paul Frosch med at FMD i storfe skyldes et ikke-bakterielt middel.

I det første tiåret av 1900-tallet demonstrerte Vilhelm Ellerman og Olaf Bang overføringen av leukemi i kyllinger ved bruk av cellefrie filtrater. Disse eksperimentene tillot å konkludere med at det er dyrevirus som kan forårsake kreft.

I det andre tiåret av det 20. århundre observerte Frederick Twort lyseringen av mikrokokker på agarplater der han prøvde å vokse koppene-viruset, forutsatt at denne lysisen hadde blitt forårsaket av et virus eller av enzymer av bakterier. For hans del oppdaget Felix d'Hérelle at bacilliene som forårsaker dysenteri ble lysert av virus som han kalte bakteriofager.

I 1960 mottok Peter Medawar Nobelprisen for å oppdage at virus inneholdt genetisk materiale (DNA eller RNA).

Virustyper

Virus klassifiseres i henhold til egenskapene de har. Dette er morfologien, genomet og samspillet med verten.

Klassifiseringen basert på interaksjonen mellom viruset og verten er basert på fire kriterier: 1) produksjon av en smittsom avkom; 2) om viruset dreper verten eller ikke; 3) hvis det er kliniske symptomer; 4) infeksjonsvarighet.

Immunsystemet spiller en viktig rolle i samspillet mellom virus og vert fordi det bestemmer utviklingen av infeksjonen. Dermed kan infeksjonen være akutt og subklinisk (viruset elimineres fra kroppen), eller vedvarende og kronisk (viruset elimineres ikke fra kroppen).

Klassifisering basert på genomforskjeller (Baltimore System) og taksonomisk klassifisering, som tar hensyn til alle egenskapene til virus, er systemene som brukes mest i dag for å katalogisere virus.

Klassifisering basert på morfologi

For å forstå denne klassifiseringen er det nødvendig å kjenne delene som utgjør et virus. Virus består av et genom og kapsid, og har kanskje eller ikke en konvolutt. Genomet kan være DNA eller RNA, enkelt- eller dobbeltstrenget, lineært eller sirkulært.

Kapsiden er en sammensatt struktur som består av mange identiske virale proteinunderenheter, kalt capsomeres. Dets viktigste funksjon er å beskytte genomet. Det tjener også til å gjenkjenne og binde til vertscellen, og for å sikre transport av genomet inn i cellen.

Konvolutten er membranen som består av lipider og glykoproteiner som omgir kapsiden. Det er avledet fra vertscellen. Det varierer betydelig i størrelse, morfologi og kompleksitet. Tilstedeværelse eller fravær av konvolutter fungerer som et kriterium for virusklassifisering.

Tre kategorier av ikke-innhyllede virus gjenkjennes: 1) isometrisk, tilnærmet sfærisk form (icosahedrons eller icosadeltahedrons); 2) glødetråd, med en enkel helixform; 3) kompleks, uten de tidligere skjemaene. Noen virus, for eksempel bakteriofag T2, kombinerer de isometriske og filamentøse formene.

Hvis viruset er innhyllet, kan de også tilordnes morfologiske kategorier basert på kjennetegnene til nukleokapsidet i membranen.

Genombasert klassifisering: Baltimore-system

Denne klassifiseringen, foreslått av David Baltimore, vurderer arten av virusgenomet med tanke på mekanismen den bruker for å gjenskape nukleinsyre og transkribere messenger RNA (mRNA) for proteinbiosyntese.

I Baltimore-systemet kalles virus hvis RNA-genom har samme forstand som mRNA virus med positiv forstand RNA (+), mens virus hvis genom har motsatt betydning (komplementær) til mRNA kalles virus med Negativ sans RNA (-). Dobbeltstrengede genomvirus går begge veier.

En ulempe med denne klassifiseringen er at virus som har lignende replikasjonsmekanismer ikke nødvendigvis har andre egenskaper.

Baltimore System Classes

Klasse I. Virus med dobbeltstrenget DNA-genom. Transkripsjon som ligner vertscellen.

Klasse II. Virus med et enstrenget DNA-genom. DNA kan ha (+) og (-) polaritet. Konvertert til dobbeltstrenget før mRNA-syntese.

Klasse III. Virus med dobbeltstrenget RNA-genom (dsRNA). Med segmentert genom og mRNA syntetisert fra hvert segment av DNA-malen. Enzymer som deltar i transkripsjon kodet av virusgenomet.

Klasse IV. Virus med enkeltstrenget RNA-genom (ssRNA), polaritet (+). Syntese av mRNA forut for syntese av den komplementære streng. Transkripsjon er lik den i klasse 3.

Klasse V. Virus med ssRNA-genom av motsatt mening som mRNA-sansen (-). Syntese av mRNA som krever viruskodede enzymer. Produksjonen av nye generasjoner av viruset krever syntese av mellomliggende dsRNA.

Klasse VI. Virus med ssRNA-genom som produserer mellomliggende dsDNA før replikasjon. Den bruker enzymer som viruset bærer.

Klasse VII. Virus som replikerer sitt dsDNA via et mellomliggende ssRNA.

Taksonomisk klassifisering

Den internasjonale komiteen for taksonomi av virus opprettet en taksonomisk ordning for å klassifisere virus. Dette systemet bruker divisjonene rekkefølge, familie, underfamilie og kjønn. Det pågår fortsatt en debatt om anvendelsen av artsbegrepet på virus.

Kriteriene som er brukt for taksonomisk klassifisering er vertsområdet, morfologiske egenskaper og arven av genomet. I tillegg vurderes andre kriterier, for eksempel lengden på faghalen (viruset som infiserer bakterier), tilstedeværelsen eller fraværet av visse gener i genomene og de fylogenetiske forholdene mellom virusene.

Et eksempel på denne klassifiseringen er: bestille Mononegavirales; familie Paramyxoviridae; Paramyxovirinae subfamily, slekten Morbillivirus; art, meslingevirus.

Navnene på familier, underfamilier og slekter er inspirert av opprinnelsesstedet, verten eller symptomene på sykdommen som viruset gir. For eksempel gir Ebola-elven i Zaire navnet til slekten Ebola; tobakksmosaikken gir navnet til slekten Tomabovirus.

Mange virusgruppenavn er ord av latin eller gresk opprinnelse. For eksempel er Podoviridae avledet fra de greske podos, som betyr fot. Dette navnet refererer til kortslutte fager.

Eksempler på virus

Influensavirus

De smitter fugler og pattedyr. De har mangfoldig morfologi, med konvolutt. Enkeltstrenget RNA-genom. De tilhører klasse V i Baltimore og til familien Orthomyxoviridae.

Influensavirus tilhører denne familien. De fleste tilfeller av influensa er forårsaket av influensa-virus. Utbrudd forårsaket av influensa B-virus forekommer hvert 2-3 år. De som er produsert av influensa C-virus er sjeldnere.

Influensa A-viruset har forårsaket fire pandemier: 1) den spanske influensa (1918–1919), en undertype av H1N1-virus av ukjent opprinnelse; 2) Asiatisk influensa (1957–1958), H2N2-undertype, aviær opprinnelse; 3) Hong Kong influensa (1968–1969), subtype H3N3, av aviær opprinnelse; 4) svineinfluensa (2009–2010), subtype H1N1, av svineopprinnelse.

Den mest ødeleggende pandemien som ble kjent, var forårsaket av den spanske influensa. Det drepte flere mennesker enn første verdenskrig.

Bokstavene H og N kommer fra henholdsvis membranglykoproteinene hemagglutinin og neuraminidase. Disse glykoproteinene er til stede i et stort utvalg av antigene former og er involvert i nye varianter.

Retrovirus

De smitter pattedyr, fugler og andre virveldyr. Sfærisk morfologi, med konvolutt. Enkeltstrenget RNA-genom. De tilhører Baltimore klasse VI og Retroviridae-familien.

Det humane immunsviktviruset (HIV), slekten Lentivirus, tilhører denne familien. Dette viruset forårsaker skade på immunsystemet til den infiserte personen, noe som gjør det mottakelig for infeksjon av bakterier, virus, sopp og protozoer. Sykdommen forårsaket av HIV er kjent som ervervet immunsvikt syndrom (AIDS).

Andre slekter som tilhører Retroviridae, forårsaker også alvorlige sykdommer. For eksempel: Spumavirus (simian fluffy virus); Epsilonretrovirus (Walleye dermal sarkomevirus); Gammaretrovirus (murint leukemivirus, katt leukemi-virus); Betaretrovirus (murint mammary tumor virus); og Alpharetrovirus (Rous sarkomevirus).

Herpesvirus

Det smitter kaldblodige pattedyr, fugler og virveldyr. Morfologi av viruset: icosahedral kapsel, med konvolutt. Dobbeltstrenget DNA-genom. De tilhører klasse I i Baltimore og til Herpesviral orden.

Noen medlemmer er: Herpes simplex virus 2 (forårsaker kjønnsherpes); humant cytomegalovirus (forårsaker fødselsdefekter); Herpesvirus KaposiB ^™ s sarkom (forårsaker Kaposis sarkom); EpsteinBƂBarr-virus eller EBV (forårsaker kjertelfeber og svulster).

Virus som forårsaker polio og andre relaterte virus

Det smitter pattedyr og fugler. Morfologi av viruset: isometrisk eller icosahedral. Enkeltstrenget RNA-genom. De tilhører Baltimore klasse IV og Picornaviridae-familien.

Noen slekter i denne familien er: Hepatovirus (forårsaker hepatitt A); Enterovirus (forårsaker poliomyelitt); Afthovirus (forårsaker munn- og munnsykdommer).

Virus som forårsaker rabies og relaterte virus

De smitter pattedyr, fisk, insekter og planter. Helisk morfologi, med konvolutt. Enkeltstrenget RNA-genom. De tilhører klasse V i Baltimore og til familien Rhabdoviridae.

Virusene som forårsaker sykdommer som rabies, forårsaket av slekten Lyssavirus, tilhører denne familien; vesikulær stomatitt, forårsaket av slekten Vesiculovirus; og den gule dvergpoteten, forårsaket av slekten Novirirhabdovirus.

Virus som forårsaker smittsom erythrema

Den smitter pattedyr, fugler og insekter. Symmetrisk icosahedral morfologi. Enstrenget DNA-genom. De tilhører klasse II i Baltimore og familien Parvoviridae.

Et medlem av denne familien er B19-viruset, som tilhører slekten Erithrovirus, som forårsaker smittsom erytrema hos mennesker, som vanligvis ikke gir symptomer. B19-viruset infiserer forløpercellene til røde blodlegemer.

Noen medlemmer av Parvoviridae brukes som genvektorer.

Virusapplikasjoner

Virus kan brukes til fordel for mennesker ved å konstruere rekombinante virus. De har et genom modifisert med molekylærbiologiteknikker.

Rekombinante virus er potensielt nyttige for genterapi, hvis formål er å kurere spesifikke sykdommer eller produksjon av vaksiner.

HIV har blitt brukt til å konstruere genvektorer (lentivirale vektorer) for genterapi. Disse vektorene har vist seg å være effektive i dyremodeller av netthinnepigmentepitel sykdom, så som retinitis pigmentosa forårsaket av autosomal recessiv arv eller mutasjoner.

Virus som brukes som vaksinevektorer, bør ha lavt patogent potensial. Dette blir bekreftet ved bruk av dyremodeller. Dette er tilfelle av vaksiner utviklet eller i utvikling mot koppevirus, vesikulær stomatitt og ebola.

referanser

1. Carter, JB, Saunders, VA 2013. Virologi: prinsipper og anvendelser. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, NJ, Easton, AJ, Leppard, KN 2007. Introduksjon til moderne virologi. Blackwell Malden.
3. Flint, J., Racaniello, VR, Rall, GF, Skalka, AM, Enquist, LW 2015. Prinsipper for virologi. American Society for Microbiology, Washington.
4. Hull, R. 2009. Sammenlignende plantevirologi. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, J. 2016. Essential human virology. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, DD, Whitley, RJ, Hayden, FG 2017. Klinisk virologi. American Society for Microbiology, Washington.
7. Voevodin, AF, Marx, PA, Jr. 2009. Simian virology. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, EK, Hewlett, MJ, Bloom, DC, Camerini, D. 2008. Grunnleggende virologi. Blackwell Malden.