Классификация вирусов - Virus classification
Классификация вирусов - это процесс присвоения имен вирусам и помещения их в таксономическую систему, аналогичную системам классификации, используемым для клеточных организмов .
Вирусы классифицируются по фенотипическим характеристикам, таким как морфология , тип нуклеиновой кислоты , способ репликации, организмы-хозяева и тип заболевания, которое они вызывают. За формальную таксономическую классификацию вирусов отвечает система Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV), хотя систему классификации Балтимора можно использовать для помещения вирусов в одну из семи групп в зависимости от способа синтеза мРНК. Конкретные соглашения об именах и дальнейшие рекомендации по классификации изложены ICTV.
Был предложен каталог всех известных в мире вирусов, и в 2013 году были предприняты некоторые предварительные усилия.
Определение вида вируса
Виды составляют основу любой системы биологической классификации. До 1982 года считалось, что вирусы не могут соответствовать репродуктивной концепции видов, предложенной Эрнстом Майром , и поэтому не поддаются такому лечению. В 1982 году ICTV начал определять вид как «группу штаммов» с уникальными идентификационными качествами. В 1991 году был принят более конкретный принцип, согласно которому вид вируса - это политетический класс вирусов, который составляет реплицирующуюся линию и занимает определенную экологическую нишу.
В июле 2013 года определение видов в ICTV было изменено на следующее: «Вид - это монофилетическая группа вирусов, свойства которых можно отличить от свойств других видов по множеству критериев». Эти критерии включают структуру капсида , наличие оболочки, программу экспрессии генов для его белков, круг хозяев, патогенность и, что наиболее важно, сходство генетической последовательности и филогенетическое родство.
Фактические используемые критерии зависят от таксона и могут быть непоследовательными (произвольные пороги сходства) или временами не связанными с происхождением (географией). Для многих этот вопрос еще не решен.
Классификация ICTV
Международный комитет по таксономии вирусов начали разрабатывать и внедрять правила именования и классификации вирусов в начале 1970 - х годов, в усилие , которое продолжается до настоящего времени . ICTV - единственный орган, которому Международный союз микробиологических обществ возложил задачу разработки, уточнения и поддержания универсальной таксономии вирусов. Эта система имеет много общих черт с системой классификации клеточных организмов , например структуру таксона . Однако существуют некоторые различия, такие как универсальное использование курсива для всех таксономических названий, в отличие от Международного кодекса номенклатуры водорослей, грибов и растений и Международного кодекса зоологической номенклатуры .
Классификация вирусов начинается на уровне области и продолжается следующим образом, с таксономическими суффиксами в скобках:
-
Царство ( -viria )
- Подобласть ( -vira )
- Королевство ( -virae )
- Подобласть ( -vira )
В отличие от системы биномиальной номенклатуры, принятой для клеточных видов, в настоящее время не существует стандартизированной формы для названий видов вирусов. В настоящее время ICTV требует, чтобы название вида содержало как можно меньше слов, оставаясь при этом отличным, и должно содержать не только слово «вирус» и имя хоста. Названия видов часто имеют форму вируса [болезни] , особенно для высших растений и животных. В 2019 году ICTV опубликовало предложение о принятии более формализованной системы биномиальной номенклатуры названий видов вирусов, которое будет проголосовано в 2020 году. Однако некоторые вирусологи позже возражали против возможного изменения системы именования, утверждая, что дебаты начались, когда многие поля были заняты из -за пандемии COVID-19 .
С 2019 года используются все уровни таксонов, кроме субрегиона, субкоролевства и подкласса. Выделяются четыре области, один порядок incertae sedis , 24 семейства incertae sedis и три рода incertae sedis :
Realms : Duplodnaviria , Monodnaviria , Adnaviria , Ribozyviria , Riboviria и Varidnaviria
Incertae SEDIS семьи :
- Alphasatellitidae
- Ampullaviridae
- Anelloviridae
- Avsunviroidae
- Baculoviridae
- Bicaudaviridae
- Clavaviridae
- Finnlakeviridae
- Fuselloviridae
- Globuloviridae
- Guttaviridae
- Halspiviridae
- Hytrosaviridae
- Нимавириды
- Nudiviridae
- Оваливириды
- Plasmaviridae
- Полиднавириды
- Portogloboviridae
- Pospiviroidae
- Спиравиры
- Thaspiviridae
- Tolecusatellitidae
- Tristromaviridae
Роды Incertae sedis : Deltavirus , Dinodnavirus , Rhizidiovirus
Классификация вирусов на основе структуры
Было высказано предположение, что сходство в сборке и структуре вирусов, наблюдаемых для определенных вирусных групп, инфицирующих хозяев из разных сфер жизни (например, бактериальных теквирусов и эукариотических аденовирусов или прокариотических Caudovirales и эукариотических герпесвирусов), отражает эволюционные отношения между этими вирусами. Поэтому было предложено использовать структурную взаимосвязь между вирусами в качестве основы для определения таксонов более высокого уровня - вирусных линий на основе структуры - которые могли бы дополнить схему классификации ICTV 2010 года.
ICTV постепенно добавлял много таксонов более высокого уровня, используя отношения в складках белков. Все четыре области, определенные в выпуске 2019 года, определяются наличием белка определенного структурного семейства.
Балтиморская классификация
Балтиморская классификация (впервые определенная в 1971 г.) - это система классификации, которая помещает вирусы в одну из семи групп в зависимости от комбинации их нуклеиновой кислоты ( ДНК или РНК ), одноцепочечности (одноцепочечной или двухцепочечной), смысла и метода обнаружения. репликация . Названные в честь Дэвида Балтимора , лауреата Нобелевской премии биолога, эти группы обозначены римскими цифрами . Другие классификации определяются заболеванием, вызванным вирусом, или его морфологией, ни один из которых не является удовлетворительным из-за того, что разные вирусы либо вызывают одно и то же заболевание, либо выглядят очень похожими. Кроме того, вирусные структуры часто трудно определить под микроскопом. Классификация вирусов в соответствии с их геномом означает, что все вирусы в данной категории будут вести себя аналогичным образом, что дает некоторое представление о том, как продолжить дальнейшие исследования. Вирусы можно отнести к одной из семи следующих групп:
- I: вирусы дцДНК (например, аденовирусы , герпесвирусы , поксвирусы )
- II: ДНК вирусов оцДНК (+ цепь или "смысловая") ДНК (например, парвовирусы )
- III: вирусы дцРНК (например, реовирусы )
- IV: (+) ssRNA вирусы (+ цепь или смысловая) РНК (например, коронавирусы , пикорнавирусы , тогавирусы )
- V: (-) ssRNA вирусов (-цепочечная или антисмысловая) РНК (например, ортомиксовирусы , рабдовирусы )
- VI: ssRNA-RT вирусы (+ цепь или смысловая) РНК с промежуточной ДНК в жизненном цикле (например, ретровирусы )
- VII: ДНК вирусов дцДНК-ОТ с промежуточной РНК в жизненном цикле (например, гепаднавирусы )
ДНК-вирусы
Вирусы с ДНК- геномом , за исключением вирусов с обратной транскрипцией ДНК , являются членами трех из четырех известных вирусных областей : Duplodnaviria , Monodnaviria и Varidnaviria . Но отряд incertae sedis Ligamenvirales и многие другие семейства и роды incertae sedis также используются для классификации ДНК-вирусов. Домены Duplodnaviria и Varidnaviria состоят из двухцепочечных ДНК-вирусов; другие вирусы с двухцепочечной ДНК - это incertae sedis . Домен Monodnaviria состоит из вирусов с одноцепочечной ДНК, которые обычно кодируют эндонуклеазу HUH ; другие вирусы с одноцепочечной ДНК - это incertae sedis .
- Группа I : вирусы обладают двухцепочечной ДНК. Здесь обнаружены вирусы, вызывающие ветряную оспу и герпес .
- Группа II : вирусы обладают одноцепочечной ДНК.
Семейство вирусов | Примеры (общие названия) | Вирион голый / в оболочке |
Симметрия капсида |
Тип нуклеиновой кислоты | Группа |
---|---|---|---|---|---|
1. Аденовирусы | Вирус гепатита собак , Некоторые виды простуды | Голый | Икосаэдр | ds | я |
2. Papovaviridae | Вирус JC , ВПЧ | Голый | Икосаэдр | DS круговой | я |
3. Parvoviridae | Парвовирус человека B19 , парвовирус собак | Голый | Икосаэдр | SS | II |
4. Herpesviridae | Вирус простого герпеса , вирус ветряной оспы , цитомегаловирус , вирус Эпштейна – Барра | Окутанный | Икосаэдр | ds | я |
5. Поксвириды | Вирус оспы , коровьей оспы , вирус миксомы , оспы обезьян , вирус осповакцины | Сложные пальто | Сложный | ds | я |
6. Anelloviridae | Вирус Torque Teno | Голый | Икосаэдр | СС круговой | II |
7. Pleolipoviridae | HHPV1 , HRPV1 | Окутанный | ss / ds линейный / круговой | I / II |
РНК-вирусы
Все вирусы, имеющие геном РНК и кодирующие РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRp), являются членами королевства Орторнавиры в пределах царства Рибовирия .
- Группа III : вирусы обладают геномами с двухцепочечной РНК, например ротавирус .
- Группа IV : вирусы обладают геномами одноцепочечной РНК с положительным смыслом. В этой группе обнаружено много хорошо известных вирусов, в том числе пикорнавирусы (это семейство вирусов, которое включает хорошо известные вирусы, такие как вирус гепатита А, энтеровирусы, риновирусы, полиовирус и вирус ящура), вирус SARS , гепатит. Вирус С, вирус желтой лихорадки и вирус краснухи .
- Группа V : вирусы обладают геномами одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом. Вирусы Эбола и Марбург являются хорошо известными членами этой группы, наряду с вирусами гриппа , кори , эпидемического паротита и бешенства .
Обратная транскрипция вирусов
Все вирусы, кодирующие обратную транскриптазу (также известную как RT или РНК-зависимая ДНК-полимераза), являются членами класса Revtraviricetes в пределах типа Arterviricota , королевства Pararnavirae и области Riboviria . Класс Blubervirales содержит одно семейство вирусов Hepadnaviridae ДНК RT (обратная транскрипция); все остальные RT-вирусы относятся к классу Ortervirales .
- Группа VI : вирусы обладают одноцепочечными РНК-вирусами, которые реплицируются через промежуточные ДНК. В ретровирусы , включены в эту группу, из которых ВИЧ является членом.
- Группа VII : вирусы обладают геномами двухцепочечной ДНК и реплицируются с использованием обратной транскриптазы. В эту группу входит вирус гепатита В.
Семейство вирусов | Примеры (общие названия) | Капсид голый / в оболочке |
Симметрия капсида |
Тип нуклеиновой кислоты | Группа |
---|---|---|---|---|---|
1. Retroviridae | ВИЧ | Окутанный | димерная РНК | VI | |
2. Caulimoviridae | Caulimovirus , вирус опухших побегов какао (CSSV) | Голый | VII | ||
3. Hepadnaviridae | Вирус гепатита В | Окутанный | Икосаэдр | круглая, частично ds | VII |
Исторические системы
Классификация Холмса
Холмс (1948) использовал таксономию Линнея с биномиальной номенклатурой, чтобы классифицировать вирусы на 3 группы в одном порядке, Virales . Они размещаются следующим образом:
- Группа I: Phaginae (атакует бактерии)
- Группа II: Phytophaginae (поражает растения)
- Группа III: Zoophaginae (нападает на животных)
Система не была принята другими из-за пренебрежения морфологическим сходством.
Субвирусные агенты
Следующие инфекционные агенты меньше вирусов и обладают лишь некоторыми из их свойств. С 2015 года ICTV позволяет классифицировать их так же, как и вирусы.
Вироиды и вирусозависимые агенты
Вироиды
- Семья Avsunviroidae
- Род Avsunviroid ; Типовой вид : Вироид авокадо с солнечными пятнами
- Род Pelamoviroid ; Типовой вид: Персиковый вироид скрытой мозаики
- Род Elaviroid ; Типовой вид: Баклажан скрытый вироид
- Семья Pospiviroidae
- Род Pospiviroid ; Типовой вид: Вироид веретеновидных клубней картофеля
- Род Hostuviroid ; Типовой вид: Вироид хоп-трюка
- Род Cocadviroid ; Типовой вид: Кокосовый вироид каданг-каданг
- Род Apscaviroid ; Типовой вид: Вироид кожи шрама яблони
- Род Coleviroid ; Типовой вид: Coleus blumei viroid 1
Спутники
Сателлиты зависят от совместного инфицирования клетки-хозяина вирусом-помощником для продуктивного размножения. Их нуклеиновые кислоты имеют существенно отличные нуклеотидные последовательности либо от своего вируса-помощника, либо от хозяина. Когда сателлитный субвирусный агент кодирует белок оболочки, в который он инкапсулирован, его тогда называют сателлитным вирусом.
Сателлитные нуклеиновые кислоты напоминают сателлитные нуклеиновые кислоты тем, что они реплицируются с помощью вспомогательных вирусов. Однако они отличаются тем, что могут кодировать функции, которые могут способствовать успеху их вспомогательных вирусов; хотя иногда их считают геномными элементами своих вспомогательных вирусов, они не всегда обнаруживаются внутри их вспомогательных вирусов.
- Спутниковые вирусы
- Одноцепочечные РНК- сателлитные вирусы
- (неназванная семья)
- Семья Sarthroviridae
- Macronovirus - вирус-спутник Macrobrachium 1 ( сверхмалый вирус)
- (безымянный род) - комменсальный X вирус Nilaparvata lugens
- (род безымянный) - вирус-спутник хронического пчелиного паралича.
- Вирусы-спутники с
двухцепочечной ДНК
- Семья Lavidaviridae - Вирофаги
- Вирусы-спутники с
одноцепочечной ДНК
- Род Dependoparvovirus - группа аденоассоциированных вирусов
- Одноцепочечные РНК- сателлитные вирусы
- Спутниковые нуклеиновые кислоты
- Одноцепочечные сателлитные ДНК
- Семейство Alphasatellitidae (кодирует белок инициатора репликации)
- Семейство Tolecusatellitidae (кодирует детерминанту патогенности βC1)
- Двухцепочечные сателлитные РНК
- Одноцепочечные сателлитные РНК
- Подгруппа 1: большие сателлитные РНК
- Подгруппа 2: малые линейные спутниковые РНК
- Подгруппа 3: круговые сателлитные РНК ( вирусоиды )
- Род Deltavirus
- РНК, ассоциированные с полеровирусами
- Спутниковая РНК
- Спутниковая ДНК
- Одноцепочечные сателлитные ДНК
Дефектные мешающие частицы
Дефектные мешающие частицы - это дефектные вирусы, которые утратили способность к репликации, за исключением присутствия вспомогательного вируса, которым обычно является родительский вирус. Они также могут влиять на вирус-помощник.
- Дефектные мешающие частицы (РНК)
- Дефектные мешающие частицы (ДНК)
Смотрите также
Примечания
- ↑ Zimmer C (5 сентября 2013 г.). "Каталог всех вирусов мира?" . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 сентября 2013 года .
- ^ a b Алимпиев, Егор (15 марта 2019 г.). Переосмысление концепции видов вирусов (PDF) .
- ^ Адамс MJ, Лефковицы EJ, King AM, Карстенс EB (декабрь 2013). «Недавно согласованные изменения в Международный кодекс классификации и номенклатуры вирусов» . Архив вирусологии . 158 (12): 2633–9. DOI : 10.1007 / s00705-013-1749-9 . PMID 23836393 .
- ^ "Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV)" . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 10 июня 2021 .
- Рианна Петерсон, Таунсенд (23 июля 2014 г.). «Определение вирусных видов: полезная таксономия» . Журнал вирусологии . 11 (1): 131. DOI : 10,1186 / 1743-422X-11-131 . PMC 4222810 . PMID 25055940 .
- ^ Лефковиц EJ, Dempsey DM, Хендриксон RC, Orton RJ, Siddell SG, Smith DB (январь 2018). «Таксономия вирусов: база данных Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV)» . Исследования нуклеиновых кислот . 46 (D1): D708 – D717. DOI : 10.1093 / NAR / gkx932 . PMC 5753373 . PMID 29040670 .
- ^ a b «Код ICTV» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 26 апреля 2020 .
- ^ «Международный кодекс классификации и номенклатуры вирусов» . ICTV . Международный комитет по таксономии вирусов . Дата обращения 2 сентября 2020 .
- ^ Сидделл, Стюарт; Уокер, Питер; Лефковиц, Эллиот; Мушегян, Аркадий; Dutilh, Bas; Харрах, Балаж; Харрисон, Роберт; Джанглен, Сандра; Ноулз, Ник; Кропинский, Андрей; Крупович, Март; Кун, Йенс; Ниберт, Макс; Рубино, Луиза; Сабанадзович, Сеад; Симмондс, Питер; Варсани, Арвинд; Зербини, Франсиско; Дэвисон, Эндрю (3 декабря 2019 г.). «Биномиальная номенклатура видов вирусов: консультация» . Arch Virol . 165 (2): 519–525. DOI : 10.1007 / s00705-019-04477-6 . PMC 7026202 . PMID 31797129 .
- ^ Mallapaty, смрити (30 июля 2020). «Должны ли правила наименования вирусов измениться во время пандемии? Вопрос разделяет вирусологов» . Природа . 584 (7819): 19–20. Bibcode : 2020Natur.584 ... 19M . DOI : 10.1038 / d41586-020-02243-2 . PMID 32733098 .
- ^ a b «Таксономия вирусов: выпуск 2019 г.» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 26 апреля 2020 .
- ^ Бэмфорд DH (май 2003). «Могут ли вирусы образовывать клоны в разных сферах жизни?». Исследования в области микробиологии . 154 (4): 231–6. DOI : 10.1016 / S0923-2508 (03) 00065-2 . PMID 12798226 .
- ^ Krupovič M, Бэмфорд DH (декабрь 2010). «Приказ вирусной вселенной» . Журнал вирусологии . 84 (24): 12476–9. DOI : 10,1128 / JVI.01489-10 . PMC 3004316 . PMID 20926569 .
- ^ «Таксономия вирусов: выпуск 2019» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 26 апреля 2020 .
- ^ "Балтиморская классификация вирусов" (веб-сайт). Интернет-книга по молекулярной биологии - http://web-books.com/ . Проверено 18 августа 2008.
- ^ «Таксономия вирусов: выпуск 2019» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 25 апреля 2020 года .
- ^ Кунин Е.В., Dolja В.В., Krupovic М, Varsani А, Вольф Ю.И., Yutin Н, Зербини М, Куна JH. «Предложение: создать мегатаксономическую структуру, заполняющую все основные таксономические ранги, для царства Рибовирия» . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 21 мая 2020 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Кун, Йенс Х. (2020). «Таксономия вирусов». Справочный модуль по естественным наукам . Энциклопедия вирусологии . С. 28–37. DOI : 10.1016 / B978-0-12-809633-8.21231-4 . ISBN 978-0-12-809633-8. PMC 7157452 .
- ^ СТРАУСС, ДЖЕЙМС Х .; СТРАУСС, ЭЛЛЕН Г. (2008). «Субвирусные агенты». Вирусы и болезни человека . Эльзевир. С. 345–368. DOI : 10.1016 / b978-0-12-373741-0.50012-х . ISBN 978-0-12-373741-0. S2CID 80872659 .
- ^ TaxoProp 2015.002aG
- ^ "80.002 Avsunviroidae - Индекс вирусов ICTVdB". (Веб-сайт) Веб-сайт Национального института здравоохранения США. Проверено 27 сентября 2007.
- ^ "80.001 Popsiviroidae - Индекс вирусов ICTVdB". (Веб-сайт) Веб-сайт Национального института здравоохранения США. Проверено 27 сентября 2007.
- ^ Крупович, Март; Kuhn, Jens H .; Фишер, Маттиас Г. (7 октября 2015 г.). «Система классификации вирофагов и спутниковых вирусов» . Архив вирусологии . 161 (1): 233–247. DOI : 10.1007 / s00705-015-2622-9 . PMID 26446887 .