Virusklassifizierung -
Virus classification

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ähnelt .

Viren werden nach phänotypischen Merkmalen wie Morphologie , Nukleinsäuretyp , Replikationsmodus, Wirtsorganismen und Art der Krankheit, die sie verursachen, klassifiziert . Die formale taxonomische Klassifizierung von Viren liegt in der Verantwortung des Systems des International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV), obwohl das Baltimore-Klassifizierungssystem verwendet werden kann, um Viren basierend auf ihrer Art der mRNA-Synthese in eine von sieben Gruppen einzuteilen. Spezifische Namenskonventionen und weitere Klassifizierungsrichtlinien werden vom ICTV festgelegt.

Ein Katalog aller weltweit bekannten Viren wurde vorgeschlagen und 2013 wurden einige Vorarbeiten unternommen.

Definition der Virusspezies

Arten bilden die Grundlage für jedes biologische Klassifizierungssystem. Vor 1982 wurde angenommen, dass Viren nicht in das reproduktive Artenkonzept von Ernst Mayr passen und daher einer solchen Behandlung nicht zugänglich seien. 1982 begann das ICTV, eine Art als „eine Ansammlung von Stämmen“ mit einzigartigen Identifizierungseigenschaften zu definieren. 1991 wurde das spezifischere Prinzip angenommen, dass eine Virusart eine polythetische Klasse von Viren ist, die eine replizierende Abstammungslinie darstellt und eine bestimmte ökologische Nische besetzt.

Im Juli 2013 wurde die ICTV-Artendefinition geändert: „Eine Art ist eine monophyletische Gruppe von Viren, deren Eigenschaften durch mehrere Kriterien von denen anderer Arten unterschieden werden können.“ Zu diesen Kriterien gehören die Struktur des Kapsids , die Existenz einer Hülle, das Genexpressionsprogramm für seine Proteine, das Wirtsspektrum, die Pathogenität und vor allem die Ähnlichkeit der genetischen Sequenz und die phylogenetische Verwandtschaft.

Die tatsächlich verwendeten Kriterien variieren je nach Taxon und können manchmal inkonsistent (willkürliche Ähnlichkeitsschwellenwerte) oder ohne Bezug zur Abstammung (Geografie) sein. Die Sache ist für viele noch nicht geklärt.

ICTV-Klassifizierung

Vergleich der Virustaxonomie von 1991 und 2018b nach ICTV

Das Internationale Komitee für die Taxonomie von Viren begann Anfang der 1970er Jahre, Regeln für die Benennung und Klassifizierung von Viren zu entwickeln und umzusetzen, eine Anstrengung, die bis heute andauert. Das ICTV ist das einzige Gremium der International Union of Microbiological Societies, das mit der Entwicklung, Verfeinerung und Pflege einer universellen Virustaxonomie beauftragt ist. Das System teilt viele Merkmale mit dem Klassifikationssystem von zellulären Organismen , wie zum Beispiel die Taxonstruktur . Es gibt jedoch einige Unterschiede, wie z. B. die universelle Verwendung von Kursivschrift für alle taxonomischen Namen, anders als im Internationalen Code der Nomenklatur für Algen, Pilze und Pflanzen und im Internationalen Code of Zoological Nomenclature .

Die Virusklassifizierung beginnt auf der Ebene des Reichs und wird wie folgt fortgesetzt, mit den taxonomischen Suffixen in Klammern:

Reich ( -viria )
Unterbereich ( -vira )
Königreich ( -virae )
Unterreich ( -virites )
Phylum ( -viricota )
Unterstamm ( -viricotina )
Klasse ( -viricetes )
Unterklasse ( -viricetidae )
Bestellung ( -virales )
Unterordnung ( -virineae )
Familie ( -viridae )
Unterfamilie ( -virinae )
Gattung ( -virus )
Untergattung ( -virus )
Spezies

Im Gegensatz zum System der binomialen Nomenklatur, das bei zellulären Arten angewendet wird, gibt es derzeit keine standardisierte Form für Virusartennamen. Gegenwärtig schreibt das ICTV vor, dass ein Artname so wenig Wörter wie möglich enthalten muss, aber unterscheidbar bleibt und nicht nur das Wort Virus und den Wirtsnamen enthalten darf. Artennamen nehmen oft die Form des [Krankheits-]Virus an , insbesondere für höhere Pflanzen und Tiere. Im Jahr 2019 veröffentlichte das ICTV einen Vorschlag, ein formalisierteres System der binomialen Nomenklatur für Virusartennamen einzuführen, über das 2020 abgestimmt werden soll. Einige Virologen wandten sich jedoch später gegen die mögliche Änderung des Benennungssystems und argumentierten, dass die Debatte stattfand, während viele in das Feld war aufgrund der COVID-19-Pandemie beschäftigt .

Ab 2019 werden alle Taxa-Stufen außer Unterreich, Unterreich und Unterklasse verwendet. Es werden vier Reiche, ein incertae sedis- Orden, 24 incertae sedis- Familien und drei incertae sedis- Gattungen anerkannt:

Reiche : Duplodnaviria , Monodnaviria , Adnaviria , Ribozyviria , Riboviria und Varidnaviria

Incertae sedis- Familien :

Incertae sedis Gattungen : Deltavirus , Dinodnavirus , Rhizidiovirus

Strukturbasierte Virenklassifizierung

Es wurde vorgeschlagen, dass die Ähnlichkeit in der Virion-Assemblierung und -Struktur, die für bestimmte Virusgruppen beobachtet wurde, die Wirte aus verschiedenen Lebensbereichen infizieren (z. B. bakterielle Tektiviren und eukaryotische Adenoviren oder prokaryotische Caudoviralen und eukaryotische Herpesviren), eine evolutionäre Beziehung zwischen diesen Viren widerspiegelt. Daher wurde vorgeschlagen, die strukturelle Beziehung zwischen Viren als Grundlage für die Definition übergeordneter Taxa – strukturbasierte virale Abstammungslinien – zu verwenden, die das ICTV-Klassifikationsschema von 2010 ergänzen könnten.

Das ICTV hat nach und nach viele höherstufige Taxa hinzugefügt, die Beziehungen in Proteinfalten verwenden. Alle vier Bereiche, die in der Veröffentlichung von 2019 definiert wurden, werden durch das Vorhandensein eines Proteins einer bestimmten Strukturfamilie definiert.

Baltimore-Klassifizierung

Die Baltimore-Klassifikation der Viren basiert auf der Methode der viralen mRNA- Synthese

Die Baltimore-Klassifikation (erstmals 1971 definiert) ist ein Klassifizierungssystem, das Viren in eine von sieben Gruppen einteilt, abhängig von einer Kombination ihrer Nukleinsäure ( DNA oder RNA ), Gestrandetheit (einzelsträngig oder doppelsträngig), Sinn und Methode der Nachbildung . Benannt nach David Baltimore , einem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Biologen, werden diese Gruppen mit römischen Ziffern bezeichnet . Andere Klassifikationen werden durch die durch das Virus verursachte Krankheit oder seine Morphologie bestimmt, von denen keine zufriedenstellend ist, da verschiedene Viren entweder die gleiche Krankheit verursachen oder sehr ähnlich aussehen. Zudem sind virale Strukturen unter dem Mikroskop oft schwer zu bestimmen. Die Klassifizierung von Viren nach ihrem Genom bedeutet, dass sich alle Viren in einer bestimmten Kategorie ähnlich verhalten, was einen Hinweis auf das weitere Vorgehen bei der Forschung bietet. Viren können in eine der sieben folgenden Gruppen eingeordnet werden:

Visualisierung der 7 Virusgruppen gemäß der Baltimore-Klassifikation

DNA-Viren

Viren mit einem DNA - Genom , mit Ausnahme der DNA reverses Transkribieren Viren , sind Mitglieder von drei der vier anerkannten viralen Bereiche : Duplodnaviria , Monodnaviria und Varidnaviria . Aber auch die incertae sedis- Ordnung Ligamenvirales und viele andere incertae sedis- Familien und -Gattungen werden zur Klassifizierung von DNA-Viren verwendet. Die Domänen Duplodnaviria und Varidnaviria bestehen aus doppelsträngigen DNA-Viren; andere doppelsträngige DNA-Viren sind incertae sedis . Die Domäne Monodnaviria besteht aus einzelsträngigen DNA-Viren, die im Allgemeinen für eine HUH- Endonuklease kodieren ; andere einzelsträngige DNA-Viren sind incertae sedis .

  • Gruppe I : Viren besitzen doppelsträngige DNA. Hier werden Viren gefunden, die Windpocken und Herpes verursachen .
  • Gruppe II : Viren besitzen einzelsträngige DNA.
Beispiele für DNA-Viren
Virenfamilie Beispiele (gebräuchliche Namen) Virion
nackt/umhüllt
Capsid
Symmetrie
Nukleinsäuretyp Gruppe
1. Adenoviridae Hunde-Hepatitis-Virus , einige Arten von Erkältung Nackt Ikosaeder ds ich
2. Papovaviridae JC-Virus , HPV Nackt Ikosaeder ds kreisförmig ich
3. Parvoviridae Humanes Parvovirus B19 , Hundeparvovirus Nackt Ikosaeder ss II
4. Herpesviridae Herpes-simplex-Virus , Varicella-Zoster-Virus , Cytomegalovirus , Epstein-Barr-Virus Umhüllt Ikosaeder ds ich
5. Pockenviridae Pockenvirus , Kuhpocken , Myxomavirus , Affenpocken , Vacciniavirus Komplexe Mäntel Komplex ds ich
6. Anelloviridae Torque-Teno-Virus Nackt Ikosaeder ss rund II
HHPV1 , HRPV1 Umhüllt ss/ds linear/rund I/II

RNA-Viren

Alle Viren, die ein RNA- Genom besitzen und für eine RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp) kodieren, sind Mitglieder des Königreichs Orthornavirae , innerhalb des Reiches Riboviria .

  • Gruppe III : Viren besitzen doppelsträngige RNA-Genome, zB Rotavirus .
  • Gruppe IV : Viren besitzen einzelsträngige RNA-Genome mit positivem Sinn. Viele bekannte Viren werden in dieser Gruppe gefunden, einschließlich der Picornaviren (eine Familie von Viren, die bekannte Viren wie Hepatitis-A-Virus, Enteroviren, Rhinoviren, Poliovirus und Maul- und Klauenseuche-Virus umfasst), SARS- Virus, Hepatitis C- Virus, Gelbfieber- Virus und Röteln- Virus.
  • Gruppe V : Viren besitzen einzelsträngige RNA-Genome mit negativem Sinn. Ebola- und Marburg-Viren sind bekannte Vertreter dieser Gruppe, zusammen mit Influenza-Viren , Masern , Mumps und Tollwut .
Beispiele für RNA-Viren
Virusfamilie Beispiele (gebräuchliche Namen) Kapsid
nackt/umhüllt
Capsid
Symmetry
Nukleinsäuretyp Gruppe
1. Reoviridae Reovirus , Rotavirus Nackt Ikosaeder ds III
2. Picornaviridae Enterovirus , Rhinovirus , Hepatovirus , Kardiovirus , Aphthovirus , Poliovirus , Parechovirus , Erbovirus , Kobuvirus , Teschovirus , Coxsackie Nackt Ikosaeder ss NS
3. Caliciviridae Norwalk-Virus Nackt Ikosaeder ss NS
4. Togaviridae Östliche Pferdeenzephalitis Umhüllt Ikosaeder ss NS
5. Arenaviridae Lymphozytäre Choriomeningitis-Virus , Lassa-Fieber Umhüllt Komplex ss(-) V
6. Flaviviridae Dengue-Virus , Hepatitis-C- Virus, Gelbfieber- Virus, Zika-Virus Umhüllt Ikosaeder ss NS
Influenzavirus A , Influenzavirus B , Influenzavirus C , Isavirus , Thogotovirus Umhüllt Helix ss(-) V
8. Paramyxoviridae Masernvirus , Mumpsvirus , Respiratory Syncytial Virus , Rinderpestvirus , Hundestaupevirus Umhüllt Helix ss(-) V
9. Bunyaviridae Kalifornien-Enzephalitis-Virus , Sin nombre-Virus Umhüllt Helix ss(-) V
10. Rhabdoviridae Tollwutvirus , vesikuläre Stomatitis Umhüllt Helix ss(-) V
11. Filoviridae Ebola-Virus , Marburg-Virus Umhüllt Helix ss(-) V
12. Coronaviridae Human - Coronavirus 229E , Human - Coronavirus NL63 , Human corona OC43 , Human corona HKU1 , Middle East respiratory syndrome-verwandten Coronavirus , Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom corona und Severe Acute Respiratory Syndrome corona 2 Umhüllt Helix ss NS
13. Astroviridae Astrovirus Nackt Ikosaeder ss NS
14. Bornaviridae Borna-Krankheit-Virus Umhüllt Helix ss(-) V
15. Arteriviridae Arterivirus , Pferdearteriitis-Virus Umhüllt Ikosaeder ss NS
16. Hepeviridae Hepatitis-E-Virus Nackt Ikosaeder ss NS

Reverse Transkription von Viren

.

  • Gruppe VI : Viren besitzen einzelsträngige RNA-Viren, die sich über ein DNA-Zwischenprodukt replizieren. Die Retroviren gehören zu dieser Gruppe, zu der HIV gehört.
  • Gruppe VII : Viren besitzen doppelsträngige DNA-Genome und replizieren unter Verwendung von reverser Transkriptase. Das Hepatitis-B- Virus kann in dieser Gruppe gefunden werden.
Beispiele für reverse transkribierende Viren
Virusfamilie Beispiele (gebräuchliche Namen) Kapsid
nackt/umhüllt
Capsid
Symmetry
Nukleinsäuretyp Gruppe
1. Retroviridae HIV Umhüllt dimere RNA VI
2. Caulimoviridae Caulimovirus , Nackt VII
Hepatitis B Virus Umhüllt Ikosaeder kreisförmig, teilweise ds VII

Historische Systeme

Holmes-Klassifizierung

Holmes (1948) verwendete eine Linnaean-Taxonomie mit binomialer Nomenklatur , um Viren in 3 Gruppen unter einer Ordnung, Virales, zu klassifizieren . Sie werden wie folgt platziert:

Das System wurde von anderen aufgrund seiner Vernachlässigung morphologischer Ähnlichkeiten nicht akzeptiert.

Subvirale Wirkstoffe

Die folgenden Infektionserreger sind kleiner als Viren und haben nur einen Teil ihrer Eigenschaften. Seit 2015 erlaubt das ICTV, sie ähnlich wie Viren zu klassifizieren.

Viroide und virusabhängige Wirkstoffe

Viroide

Satelliten

Satelliten sind für eine produktive Vermehrung auf die Koinfektion einer Wirtszelle mit einem Helfervirus angewiesen . Ihre Nukleinsäuren haben im Wesentlichen unterschiedliche Nukleotidsequenzen entweder von ihrem Helfervirus oder ihrem Wirt. Wenn ein subvirales Satelliten-Agens das Hüllprotein codiert, in das es eingekapselt ist, wird es dann als Satellitenvirus bezeichnet.

Satellitenähnliche Nukleinsäuren ähneln Satellitennukleinsäuren, indem sie sich mit Hilfe von Helferviren vermehren. Sie unterscheiden sich jedoch darin, dass sie Funktionen codieren können, die zum Erfolg ihrer Helferviren beitragen können; obwohl sie manchmal als genomische Elemente ihrer Helferviren angesehen werden, werden sie nicht immer in ihren Helferviren gefunden.

Defekte Störpartikel

Defekte Störpartikel sind defekte Viren, die ihre Fähigkeit zur Replikation verloren haben, außer in Gegenwart eines Helfervirus, der normalerweise das Elternvirus ist. Sie können auch mit dem Helfervirus interferieren.

  • Defekte Störpartikel (RNA)
  • Defekte Störpartikel (DNA)

Siehe auch

Anmerkungen

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