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

Смотрите также: вирусные квазивиды

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

Сравнение таксономии вирусов 1991 и 2018b по 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 )
Подцарство ( -виритес )
Филюм ( -viricota )
Подтип ( -viricotina )
Класс ( -viricetes )
Подкласс ( -viricetidae )
Заказ ( -виралес )
Подотряд ( -virineae )
Семья ( -viridae )
Подсемейство ( -virinae )
Род ( -вирус )
Подрод ( -вирус )
Разновидность

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 :

Роды Incertae sedis : Deltavirus , Dinodnavirus , Rhizidiovirus

Классификация вирусов на основе структуры

Смотрите также: Список высших таксонов вирусов

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

Основная статья: Балтиморская классификация
Балтиморская классификация вирусов основана на методе синтеза вирусной мРНК.

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:

Визуализация 7 групп вирусов по Балтиморской классификации

ДНК-вирусы

Дополнительная информация: ДНК-вирус

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.
Примеры ДНК-вирусов
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

Дополнительная информация: РНК-вирус

Все вирусы, имеющие геном РНК и кодирующие РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRp), являются членами королевства Орторнавиры в пределах царства Рибовирия .

Примеры РНК-вирусов
Семейство вирусов Примеры (общие названия) Капсид
голый / в оболочке
Симметрия капсида		 Тип нуклеиновой кислоты Группа
1. Reoviridae Реовирус , ротавирус Голый Икосаэдр ds III
2. Picornaviridae Энтеровирусы , риновирусы , hepatovirus , cardiovirus , афтовирусы , полиовируса , парэховирусы , erbovirus , kobuvirus , teschovirus , Коксаки Голый Икосаэдр SS IV
3. Caliciviridae Норуолк вирус Голый Икосаэдр SS IV
4. Togaviridae Восточный конский энцефалит Окутанный Икосаэдр SS IV
5. Arenaviridae Вирус лимфоцитарного хориоменингита , лихорадка Ласса Окутанный Сложный SS(-) V
6. Flaviviridae Вирус денге , гепатит C вирус, желтая лихорадка , вирус, вирус Зика Окутанный Икосаэдр SS IV
7. Orthomyxoviridae Грипп A , грипп B , грипп C , изавирус , тоготовирус Окутанный Спиральный SS(-) V
8. Paramyxoviridae Вирус кори , вирус эпидемического паротита , респираторно - синцитиальный вирус , чумы крупного рогатого скота вирус, собачий вирус чумки Окутанный Спиральный SS(-) V
9. Bunyaviridae California вирус энцефалита , вирус Номбр Sin Окутанный Спиральный SS(-) V
10. Rhabdoviridae Вирус бешенства , Везикулярный стоматит Окутанный Спиральный SS(-) V
11. Filoviridae Вирус Эбола , вирус Марбург Окутанный Спиральный SS(-) V
12. Coronaviridae Человек коронавирус 229Е , человеческий коронавирус NL63 , человеческий коронавирус OC43 , человеческий коронавирус HKU1 , Ближний Восток респираторный синдром , связанной с коронавируса , тяжелый острый респираторный синдром коронавирус , и тяжелый острый респираторный синдром коронавируса 2 Окутанный Спиральный SS IV
13. Astroviridae Астровирус Голый Икосаэдр SS IV
14. Bornaviridae Вирус болезни Борна Окутанный Спиральный SS(-) V
15. Arteriviridae Артеривирус , вирус артериита лошадей Окутанный Икосаэдр SS IV
16. Hepeviridae Вирус гепатита Е Голый Икосаэдр SS IV

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.
Примеры вирусов с обратной транскрипцией
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

Основная статья: Вироид

Спутники

Основная статья: Спутник (биология)

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.

Дефектные мешающие частицы

Основная статья: Неисправная мешающая частица

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

  1. ↑ Zimmer C (5 сентября 2013 г.). "Каталог всех вирусов мира?" . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 сентября 2013 года .
  2. ^ a b Алимпиев, Егор (15 марта 2019 г.). Переосмысление концепции видов вирусов (PDF) .
  3. ^ 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 .
  4. ^ "Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV)" . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 10 июня 2021 .
  5. 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 .
  6. ^ 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 .
  7. ^ a b «Код ICTV» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 26 апреля 2020 .
  8. ^ «Международный кодекс классификации и номенклатуры вирусов» . ICTV . Международный комитет по таксономии вирусов . Дата обращения 2 сентября 2020 .
  9. ^ 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 .
  10. ^ 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 .
  11. ^ a b «Таксономия вирусов: выпуск 2019 г.» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 26 апреля 2020 .
  12. ^ 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 .
  13. ^ 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 .
  14. ^ «Таксономия вирусов: выпуск 2019» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 26 апреля 2020 .
  15. ^ "Балтиморская классификация вирусов" (веб-сайт). Интернет-книга по молекулярной биологии - http://web-books.com/ . Проверено 18 августа 2008.
  16. ^ «Таксономия вирусов: выпуск 2019» . talk.ictvonline.org . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 25 апреля 2020 года .
  17. ^ 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 )
  18. ^ 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 .
  19. ^ a b «9-й отчет ICTV (2011) Субвирусные агенты» . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 15 июня 2020 .( обновленная версия синхронизируется с текущим выпуском )
  20. ^ 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 .
  21. ^ TaxoProp 2015.002aG
  22. ^ "80.002 Avsunviroidae - Индекс вирусов ICTVdB". (Веб-сайт) Веб-сайт Национального института здравоохранения США. Проверено 27 сентября 2007.
  23. ^ "80.001 Popsiviroidae - Индекс вирусов ICTVdB". (Веб-сайт) Веб-сайт Национального института здравоохранения США. Проверено 27 сентября 2007.
  24. ^ 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 .

внешние ссылки