Reich (Virologie) -
Realm (virology)

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Hauptkapsidprotein kodieren .

Der Rang des Reiches entspricht dem Rang der Domäne, die für das zelluläre Leben verwendet wird, unterscheidet sich jedoch darin, dass Viren in einem Reich nicht notwendigerweise einen gemeinsamen Vorfahren haben, der auf einer gemeinsamen Abstammung basiert, noch haben die Reiche einen gemeinsamen Vorfahren. Stattdessen gruppieren Realms Viren basierend auf spezifischen Merkmalen, die im Laufe der Zeit hochkonserviert sind und die bei einer einzigen Gelegenheit oder bei mehreren Gelegenheiten erhalten wurden. Als solches repräsentiert jeder Bereich mindestens eine Instanz von entstehenden Viren. Während historisch war es schwierig , tiefer evolutionäre Beziehungen zwischen Viren zu bestimmen, im 21. Jahrhundert Methoden wie Metagenom und Kryo - Elektronenmikroskopie solchen Forschung ermöglicht hat , kommen, die zur Gründung von geführt Riboviria im Jahr 2018, drei Reich im Jahr 2019 und zwei in 2020.

Benennung

Die Namen von Realms bestehen aus einem beschreibenden ersten Teil und dem Suffix - viria , welches das Suffix für Virusrealms ist. Der erste Teil von Duplodnaviria bedeutet "doppelte DNA" und bezieht sich auf dsDNA-Viren, der erste Teil von Monodnaviria bedeutet "einzelne DNA" und bezieht sich auf ssDNA-Viren, der erste Teil von Riboviria wird aus Ribonukleinsäure (RNA) gewonnen und der erste Teil von Varidnaviria bedeutet "verschiedene DNA". Für Viroide wird das Suffix als - Viroidia bezeichnet und für Satelliten ist das Suffix - Satellitia , aber ab 2019 wurden weder Viroid- noch Satelliten-Realms bezeichnet.

Reiche

Duplodnaviria

Illustrierte Probe von Duplodnaviria- Virionen

Duplodnaviria enthält Viren mit doppelsträngiger DNA (dsDNA), die ein Hauptkapsidprotein (MCP) mit der HK97-Faltung kodieren. Viren im Reich teilen auch eine Reihe anderer Eigenschaften, die den Zusammenbau des Kapsids und des Kapsids betreffen, einschließlich einer ikosaedrischen Kapsidform und eines Terminaseenzyms, das virale DNA während des Zusammenbaus in das Kapsid verpackt. Der Bereich umfasst zwei Gruppen von Viren: Bakteriophagen mit Schwanz, die Prokaryoten infizieren und der Ordnung Caudovirales zugeordnet werden , und Herpesviren, die Tiere infizieren und der Ordnung Herpesvirales zugeordnet werden .

Die Beziehung zwischen Caudoviren und Herpesviren ist nicht sicher, da sie entweder einen gemeinsamen Vorfahren haben oder Herpesviren eine unterschiedliche Klade innerhalb von Caudovirales sein können . Ein gemeinsames Merkmal von Duplodnaviren ist, dass sie latente Infektionen ohne Replikation verursachen und sich dennoch in der Zukunft replizieren können. Bakteriophagen mit Schwanz sind weltweit allgegenwärtig, wichtig für die Meeresökologie und Gegenstand vieler Forschungen. Es ist bekannt, dass Herpesviren eine Vielzahl von Epithelerkrankungen verursachen, darunter Herpes simplex , Windpocken und Gürtelrose sowie das Kaposi-Sarkom .

Monodnaviria

und alle anderen Viren, die von solchen Viren abstammen. Die prototypischen Mitglieder des Reichs werden CRESS-DNA-Viren genannt und haben zirkuläre ssDNA-Genome. ssDNA-Viren mit linearen Genomen stammen von ihnen ab, und wiederum einige dsDNA-Viren mit kreisförmigen Genomen stammen von linearen ssDNA-Viren ab.

CRESS-DNA-Viren umfassen drei Königreiche, die Prokaryoten infizieren: Loebvirae , Sangervirae und Trapavirae . Das Königreich Shotokuvirae enthält eukaryotische CRESS-DNA-Viren und die atypischen Vertreter von Monodnaviria . Eukaryotische Monodnaviren werden mit vielen Krankheiten in Verbindung gebracht, und sie umfassen Papillomaviren und Polyomaviren , die viele Krebsarten verursachen, und Geminiviren , die viele wirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen infizieren.

Riboviria

Riboviria enthält alle RNA-Viren, die für eine RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp) kodieren, die dem Königreich Orthornavirae zugeordnet ist , und alle reverse transkribierenden Viren, dh alle Viren, die eine reverse Transkriptase (RT)kodieren, die dem Königreich Pararnavirae zugeordnet sind . Diese Enzyme sind im viralen Lebenszyklus von entscheidender Bedeutung, da RdRp virale mRNA transkribiert und das Genom repliziert und RT ebenfalls das Genom repliziert. Riboviria enthält hauptsächlich eukaryotische Viren, und die meisten eukaryotischen Viren, einschließlich der meisten menschlichen, tierischen und pflanzlichen Viren, gehören zum Reich.

Die bekanntesten Viruserkrankungen werden durch Viren in Riboviria verursacht , zu denen Influenzaviren , HIV , Coronaviren , Ebolaviren und das Tollwutvirus sowie das erste entdeckte Virus, das Tabakmosaikvirus, gehören . Reverse transkribierende Viren sind eine Hauptquelle für den horizontalen Gentransfer, indem sie im Genom ihres Wirts endogenisiert werden, und ein erheblicher Teil des menschlichen Genoms besteht aus dieser viralen DNA.

Varidnaviria

Ein Banddiagramm des MCP des Pseudoalteromonas-Virus PM2 , mit den beiden Geleerollen-Falten in Rot und Blau
, deren Mitglieder MCPs mit zwei vertikalen JR-Falten haben.

verleihen .

Adnaviria

) gibt es keine nachweisbare Sequenzähnlichkeit zwischen den Kapsidproteinen von Viren aus verschiedenen Tokiviriceten-Familien, was auf eine große unbeschriebene Vielfalt von Viren in diesem Teil der Virosphäre hindeutet.

Ribozyviren

Ribozyviria ist durch das Vorhandensein von genomischen und antigenomischen Ribozymen des Deltavirus- Typs gekennzeichnet. Weitere gemeinsame Merkmale sind eine stäbchenförmige Struktur und ein RNA-bindendes "Delta-Antigen", das im Genom kodiert ist.

Ursprünge

Im Allgemeinen haben Virusbereiche keine genetische Beziehung zueinander, die auf einer gemeinsamen Abstammung beruht, im Gegensatz zu den drei Domänen des zellulären Lebens – Archaea , Bakterien und Eukarya – die einen gemeinsamen Vorfahren haben. Ebenso stammen Viren innerhalb jedes Bereichs nicht unbedingt von einem gemeinsamen Vorfahren ab, da die Bereiche Viren basierend auf hochkonservierten Merkmalen und nicht auf gemeinsamen Vorfahren zusammenfassen, die als Grundlage für die Taxonomie des zellulären Lebens verwendet werden. Daher wird jeder Virenbereich als mindestens eine Instanz von entstehenden Viren angesehen. Nach Bereich:

  • Ribovirie ist monophyletisch oder polyphyletisch. Die reverse Transkriptase des Königreichs Pararnavirae hat sich wahrscheinlich einmal aus einem Retrotransposon entwickelt , einer Art sich selbst replizierendes DNA-Molekül, das sich über reverse Transkription repliziert . Der Ursprung der RdRp von Orthornavirae ist weniger sicher, aber man nimmt an, dass sie von einem bakteriellen Intron der Gruppe II stammen , das für reverse Transkriptase kodiert, oder älter als LUCA und den reversen Transkriptasen des zellulären Lebens vorausgehen.
  • Varidnaviria ist entweder monophyletisch oder polyphyletisch und kann älter als die LUCA sein. Das Königreich Bamfordvirae ist wahrscheinlich aus dem anderen Königreich Helvetiavirae durch Fusion von zwei MCPs abgeleitet, um ein MCP mit zwei Jelly Roll-Falten anstelle von einer zu haben. Die Single Jelly Roll (SJR) gefalteten MCPs von Helvetiavirae weisen eine Beziehung zu einer Gruppe von Proteinen auf, die SJR-Falten enthalten, einschließlich der Cupin-Superfamilie und Nukleoplasmine .

Während die Reiche im Allgemeinen keine genetische Beziehung zueinander haben, gibt es einige Ausnahmen:

  • Viren der Familie Podoviridae in Duplodnaviria kodieren eine DNA-Polymerase, die mit den DNA-Polymerasen verwandt ist, die von vielen Mitgliedern von Varidnaviria kodiert werden .
  • Eukaryotische Viren im Königreich Shotokuvirae in Monodnaviria wurden mehrfach durch Rekombinationsereignisse erzeugt, die die DNA von Vorfahren-Plasmiden mit komplementärer DNA (cDNA) von Positive-Sense-RNA-Viren in Riboviria kombinierten , wodurch ssDNA-Viren in Shotokuvirae Kapsidproteine ​​aus RNA-Viren erhielten.

Unterreich

In der Virologie ist der vom ICTV festgelegte zweithöchste Taxonomierang subrealm, also der Rang unter dem realm. Unterbereiche von Viren verwenden das Suffix- vira , Viroid-Unterbereiche verwenden das Suffix- viroida und Satelliten verwenden das Suffix- satellitida . Der Rang unter dem Unterreich ist das Königreich. Ab 2019 werden keine Taxa im Rang eines Unterreichs beschrieben.

Geschichte

Vor dem 21. Jahrhundert glaubte man, dass tiefe evolutionäre Beziehungen zwischen Viren nicht entdeckt werden könnten, da ihre hohen Mutationsraten und die geringe Anzahl von Genen die Entdeckung dieser Beziehungen erschweren. Aus diesem Grund wurde der höchste taxonomische Rang für Viren von 1991 bis 2017 vergeben. Im 21. Jahrhundert wurden jedoch verschiedene Methoden entwickelt, die es ermöglichen, diese tieferen evolutionären Beziehungen zu untersuchen, darunter die Metagenomik, die viele zuvor nicht identifizierte Viren identifiziert hat, und der Vergleich hochkonservierter Merkmale, was zu dem Wunsch führte, höhere Ebenen zu etablieren Taxonomie für Viren.

In zwei Abstimmungen in den Jahren 2018 und 2019 stimmte das ICTV der Einführung eines 15-stufigen Klassifizierungssystems für Viren zu, das von Reichen zu Arten reicht. Riboviria wurde 2018 auf der Grundlage einer phylogenetischen Analyse der monophyletischen RNA-abhängigen Polymerasen gegründet, Duplodnaviria wurde 2019 auf der Grundlage zunehmender Beweise etabliert, dass Bakteriophagen mit Schwanz und Herpesviren viele Merkmale teilen. Monodnaviria wurde 2019 nach der Verwandtschaft und dem Ursprung von CRESS-DNA gegründet Viren wurde behoben und Varidnaviria wurde 2019 basierend auf den gemeinsamen Eigenschaften der Mitgliedsviren gegründet.

Siehe auch

Verweise

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