Дэвид балтимор классификация вирусов

Дэвид Балтимор

(7 марта 1938 )

Нобелевская премия по физиологии и медицине (1975)

Дэвид Балтимор (англ. David Baltimore; род. 7 марта 1938, Нью-Йорк) — американский биохимик, молекулярный биолог и вирусолог. В 1971 году предложил классификацию вирусов в зависимости от типа геномной нуклеиновой кислоты и способа её репликации.

Окончил Суортмор-колледж в штате Пенсильвания (1960), изучал молекулярную биологию и вирусологию в Массачусетском технологическом институте (1960—1961) и Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке (в 1964 году — степень доктора философии (PhD)), а затем совершенствовался в области биохимии снова в Массачусетском технологическом институте (1964—1965). В 1965—1968 годах Балтимор — научный сотрудник Института биологических исследований им. Дж. Солка в Сан-Диего, штат Калифорния, с 1968 года — профессор Массачусетского технологического института. В 1997—2006 годах — президент Калифорнийского технологического института, в настоящее время работает там же, в качестве Милликановского профессора биологии.

Балтимору принадлежит одно из крупнейших достижений в молекулярной биологии и генетике XX в.: он экспериментально доказал, что носителем генетической информации может быть не только молекула ДНК (дезоксирибоноклуиновой кислоты), что до него не подвергалось сомнению, но и молекула РНК (рибонуклеиновой кислоты), которой до этого приписывалась лишь функция переноса генетической информации от ДНК к белку. Начав в середине 1960-х гг. исследования РНК-содержащих вирусов полиомиелита (ряд лабораторных экспериментов он проводил вместе с женой Элис, микробиологом), Балтимор затем обратился к опухолеродным вирусам, многие из которых также содержали РНК, но не содержали ДНК. В серии экспериментов конца 1960-х — начала 1970-х гг. Балтимор установил, что способность РНК-содержащих вирусов поражать клетки тканей человека и животных — это следствие так называемой обратной транскрипции, то есть возможности передачи генетической информации не от ДНК к РНК, затем к белку (транскрипция), а, наоборот, от молекулы РНК к ферменту ДНК — полимеразе (ревертазе) и уже от него к клетке, которая в результате перерождается в опухолевую. Открытие (одновременно с Хоуардом Темином и независимо от него) обратной транскрипции позволило Балтимору раскрыть механизм возникновения многих форм злокачественных опухолей и лейкозов. После 1973 года Балтимор открыл и описал восемь ранее неизвестных онкогенных вирусов, относящихся к так называемым ретровирусам (к последним принадлежат также возбудители гепатита и СПИДа). В то же время Балтимор на базе этого открытия разработал методы искусственного синтеза генов, определяющих структуру белка в молекулах гемоглобина человека, заложив, таким образом, основы генной инженерии.

За эти открытия в 1975 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с Темином и Р. Дульбекко). Балтимор — член Национальной АН США, Американской академии искусств и наук, Лондонского Королевского общества, а также многих других научных обществ и организаций, почётный доктор ряда американских и зарубежных университетов (с 1979 года член учёного совета Научно-исследовательского института имени Х. Вейцмана). Балтимор — председатель Комитета по исследованию СПИДа Национального института здоровья США (с 1986 года), а также консультант по вопросам медицины ряда правительственных учреждений.

Кроме того, в 1986 году Балтимор совместно с Сином (Sen) открыли один из наиболее ключевых транскрипционных факторов — NF-kB. Этот фактор до сих пор активно изучается, и уже показано, что он вовлечён в реализацию почти всех ключевых процессов в клетках эукариот.

Балтимор принадлежит к тем учёным, которые видят опасность злоупотребления достижениями генной инженерии и выступают за мораторий на некоторые направления исследований в этой области.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ФАКУЛЬТЕТ ПЕДАГОГИКИ И ПСИХОЛОГИИ

студентки 1 курса

Яцкевич Д.А., Бордюк Я.В., Кинчак А.Ю.

Вирусы отнесены к царству Vira. В основу их классификации положен тип нуклеиново кислоты, образующей геном. Соответственно выделяют рибовирусы (РНК-вирусы) и дезоксирибовирусы (ДНК-вирусы).

Для вирусов предложены следующие таксономические категории (по восходящей): Вид (Species) —> Род (Genus) —> Подсемейство (Subfamilia) —> Семейство (Familia). Но категории подсемейств и родов разработаны не для всех вирусов. Видовые названия вирусов обычно связывают с вызываемыми ими заболеваниями (например, вирус бешенства) либо по названию места, где они были впервые выделены (например, вирусы Коксаки, вирус Эбола). Если семейство включает большое количество видов, то видовые названия дают в соответствии с антигенной структурой и разделяют их на типы (например, аденовирус 32 типа или вирус герпеса 1 типа). Реже используют фамилии учёных, впервые их выделивших (например, вирус Эпстайна-Барр или вирус саркомы Рауса). Иногда используют устаревшие названия групп вирусов, отражающих их уникальные эпидемиологические характеристики (например, арбовирусы).

К вирусам отнесены вироиды [от virus и греч. eidos, сходство] — мелкие кольцевые однонитевые суперспирализованные молекулы РНК (аналогичную организацию имеет геном вируса гепатита D). Поскольку у вироидов нет белковой оболочки, они не проявляют выраженных иммуногенных свойств, и поэтому их нельзя идентифицировать серологическими методами. Вироиды вызывают заболевания у растений. В качестве безымянного таксона в царство Vira также включены и прионы.

Основные критерии таксономической классификации вирусов

При систематизировании вирусов выделяют следующие основные критерии: сходство нуклеиновых кислот, размеры, наличие или отсутствие суперкапсида, тип симметрии нуклеокапсида, характеристика нуклеиновых кислот (молекулярная масса, тип кислоты (ДНК или РНК), полярность [плюс или минус], количество нитей в молекуле либо наличие сегментов, наличие ферментов), чувствительность к химическим агентам (особенно к эфиру), антигенная структура и иммуногенность, тропизм к тканям и клеткам, способность образовывать тельца включений.

Дополнительный критерий — симптоматология поражений: способность вызывать генерализованные поражения либо инфекции с первичным поражением определённых органов (нейроинфекции, респираторные инфекции и др.).

Классификация вирусов по Балтимору (англ. Baltimore classification) — классификация вирусов в группы в зависимости от типа геномной нуклеиновой кислоты (ДНК, РНК, одноцепочечная, двуцепочечная) и способа её репликации. Предложена американским учёным Дэвидом Балтимором в 1971 году.

Класс I: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК

Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК для репликации попадают в ядро клетки, так как им требуется клеточная ДНК-полимераза. Также репликация ДНК этих вирусов сильно зависит от стадии клеточного цикла. В некоторых случаях вирус может вызывать деления клетки, что может приводить к раковому перерождению. Примерами таких вирусов являются Herpesviridae, Adenoviridae и Papovaviridae.

У представителей семейства Poxvirus геномная ДНК реплицируется не в ядре.

Класс II: вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК

Вирусы семейств Circoviridae и Parvoviridae реплицируют геномную ДНК в ядре и в ходе репликации образуют интермедиат — двуцепочечную ДНК.

Класс III: вирусы, в которых РНК способна к репликации (редупликации)

Как и большинство РНК-вирусов, представители класса III реплицируют геномную РНК в цитоплазме и используют полимеразы хозяина в меньшей степени, чем ДНК-вирусы. Класс III включает в себя два крупных семейства — Reoviridae и Birnaviridae. Репликация моноцистронная, геном сегментирован, каждый ген кодирует один белок.

Классы IV и V: вирусы, содержащие одноцепочечную РНК

Классы IV и V включают вирусы двух типов, репликация которых не зависит от стадии клеточного цикла. Наряду с вирусами, содержащими двуцепочечную ДНК, эти вирусы наиболее изучены.

Класс IV: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК

Непосредственно на (+) геномной РНК вирусов IV класса может идти синтез белка на рибосомах клетки хозяина. Вирусы классифицируют на две группы, в зависимости от особенностей РНК:

у вирусов с полицистронной мРНК трансляция приводит к образованию полипротеина, который затем разрезается на зрелые белки. С одной цепи РНК может синтезироваться несколько разных белков, что снижает длину генов.

вирусы со сложной трансляцией — синтез белка идет со сдвигом рамки считывания, также используется протеолитический процессинг полипротеинов. Эти механизмы обеспечивают синтез разных белков с одной цепи РНК.

Примеры вирусов данного класса включают представителей семейств Astroviridae, Caliciviridae, Coronaviridae, Flaviviridae, Picornaviridae, Arteriviridae и Togaviridae.

Класс V: вирусы, содержащие одноцепочечную (−)РНК

Геномные РНК вирусов класса V не могут быть транслированы на рибосомах клетки хозяина, предварительно требуется транскрипция вирусными РНК-полимеразами в (+)РНК. Вирусы пятого класса классификации по Балтимору классифицируют на две группы:

вирусы, содержащие несегментированный геном, на первом этапе репликации происходит транскрипция (−)РНК вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой в моноцистронную мРНК, и далее синтезируются дополнительные копии (+)РНК, служащие матрицами для синтеза геномных (−)РНК. Репликация геномных РНК таких вирусов осуществляется в цитоплазме.

вирусы с сегментированными геномами, репликация геномных РНК которых происходит в клеточном ядре, вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует моноцистронные мРНК с каждого сегмента генома. Наибольшим отличием данной группы вирусов от другой группы пятого класса состоит в том, что репликация осуществляется в двух местах.

Представители данного класса входят в состав семейств: Arenaviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Bunyaviridae, Filoviridae, Deltaviridae и Rhabdoviridae.

Класс VI: вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК, реплицирующиеся через стадию ДНК

Наиболее хорошо изученным семейством данного класса вирусов, являются ретровирусы. Вирусы класса VI используют фермент обратную транскриптазу для превращения (+)РНК в ДНК. Вместо использования РНК в качестве матрицы для синтеза белков, вирусы этого класса используют матрицу ДНК, которая встраивается в геном хозяина ферментом интегразой. Дальнейшая репликация происходит при помощи полимераз клетки хозяина. Наиболее хорошо изученным представителем данной группы вирусов является ВИЧ.

Класс VII: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК, реплицирующиеся через стадию одноцепочечной РНК

Небольшая группа вирусов, в состав которой входит вирус гепатита В, представитель семейства Hepadnaviridae, имеют двуцепочечную геномную ДНК, которая ковалентно замкнута в форме кольца и является матрицей для синтеза мРНК вируса, а также субгеномных РНК. Субгеномная РНК служит матрицей для синтеза ДНК-генома ферментом обратной транскриптазой вируса.

Система классификации вирусов Балтимора была предложена в 1971 году Нобелевским лауреатом Дэвидом Балтимором.

Скачать:

Вложение	Размер
klassifikatsiya_virusov_po_baltimoru.pptx	1.98 МБ

Подписи к слайдам:

Классификация вирусов по Балтимору .

Система классификации вирусов Балтимора была предложена в 1971 году Нобелевским лауреатом Дэвидом Балтимором. Классификация подразделяет вирусы на 7 групп в зависимости от механизма образования вирусной МРНК(молекулы матричной РНК ,по которой производится синтез белка) в клетке-хозяине.

Класс I: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК Для репликации попадают в ядро клетки, так как им требуется клеточная ДНК-полимераза. Не имеют РНК-стадии (к примеру, герпесвирусы , поксвирусы , паповавирусы , мимивирус ).

Класс II: вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу ДНК. Вирусы реплицируют геномную ДНК в ядре и в ходе репликации образуют интермедиат — двуцепочечную ДНК . В этом случае ДНК всегда положительной полярности.(Вирусы семейств Circoviridae и Parvoviridae )

Класс III: вирусы, в которых РНК способна к репликации (редупликации) Вирусы реплицируют геномную РНК в цитоплазме и используют полимеразы хозяина в меньшей степени, чем ДНК-вирусы( Reoviridae и Birnaviridae )

Класс IV: Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК положительной полярности. Непосредственно на (+) геномной РНК вирусов класса может идти синтез белка на рибосомах клетки хозяина. (представителей семейств Astroviridae , Caliciviridae , Coronaviridae , Flaviviridae , Picornaviridae , Arteriviridae и Togaviridae . )Классифицируются на 2 группы:вирусоы с полицистронной мРНК трансляция приводит к образованию полипротеина , вирусы со сложной трансляцией — синтез белка идет со сдвигом рамки считывания.

Класс V: Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности Геномные РНК вирусов класса V не могут быть транслированы на рибосомах клетки хозяина, предварительно требуется транскрипция вирусными РНК-полимеразами в (+)РНК.(семейства Arenaviridae , Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Bunyaviridae , Filoviridae, Rhabdoviridae и Deltavirus . ) классифицируют на две группы : вирусы, содержащие несегментированный геном, вирусы с сегментированными геномами.

Н а первом этапе репликации происходит транскрипция (−)РНК вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой в моноцистронную мРНК , и далее синтезируются дополнительные копии (+)РНК, служащие матрицами для синтеза геномных (−)РНК. Репликация геномных РНК таких вирусов осуществляется в цитоплазме. Вирусы, содержащие несегментированный геном.

Вирусы с сегментированными геномами. Репликация геномных РНК которых происходит в клеточном ядре, вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует моноцистронные мРНК с каждого сегмента генома. Наибольшим отличием данной группы вирусов от другой группы пятого класса состоит в том, что репликация осуществляется в двух местах.

Класс VI: Вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК, реплицирующиеся через стадию ДНК. Вирусы класса используют фермент обратную транскриптазу для превращения (+)РНК в ДНК. Вместо использования РНК в качестве матрицы для синтеза белков, вирусы этого класса используют матрицу ДНК, которая встраивается в геном хозяина ферментом интегразой . Дальнейшая репликация происходит при помощи полимераз клетки хозяина.( Ретровирусы (например, ВИЧ))

Класс VII: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК, реплицирующиеся через стадию одноцепочечной РНК Вирусы имеют двуцепочечную геномную ДНК, которая ковалентно замкнута в форме кольца и является матрицей для синтеза мРНК вируса, а также субгеномных РНК. Субгеномная РНК служит матрицей для синтеза ДНК-генома ферментом обратной транскриптазой вируса(семейство Hepadnaviridae (например ,гепатит В)

Классификация вирусов по Балтимору (англ. Baltimore classification ) — способ классификации вирусов в группы в зависимости от типа геномной нуклеиновой кислоты (ДНК, РНК, одноцепочечная, двуцепочечная) и способа её репликации. Предложена американским учёным Дэвидом Балтимором в 1971 году [1] .

Содержание

Классификация [ | ]

У представителей семейства Poxviridae геномная ДНК реплицируется не в ядре.

Вирусы семейств Circoviridae и Parvoviridae реплицируют геномную ДНК в ядре и в ходе репликации образуют интермедиат — двуцепочечную ДНК.

Как и большинство РНК-вирусов, представители класса III реплицируют геномную РНК в цитоплазме и используют полимеразы хозяина в меньшей степени, чем ДНК-вирусы. Класс III включает в себя два крупных семейства — Reoviridae и Birnaviridae. Репликация моноцистронная, геном сегментирован, каждый ген ирует один белок.

у вирусов с полицистронной мРНК трансляция приводит к образованию полипротеина, который затем разрезается на зрелые белки. С одной цепи РНК может синтезироваться несколько разных белков, что снижает длину генов.
вирусы со сложной трансляцией — синтез белка идет со сдвигом рамки считывания, также используется протеолитический процессинг полипротеинов. Эти механизмы обеспечивают синтез разных белков с одной цепи РНК.

вирусы, содержащие несегментированный геном, на первом этапе репликации происходит транскрипция (−)РНК вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой в моноцистронную мРНК, и далее синтезируются дополнительные копии (+)РНК, служащие матрицами для синтеза геномных (−)РНК. Репликация геномных РНК таких вирусов осуществляется в цитоплазме.
вирусы с сегментированными геномами, репликация геномных РНК которых происходит в клеточном ядре, вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует моноцистронные мРНК с каждого сегмента генома. Наибольшим отличием данной группы вирусов от другой группы пятого класса состоит в том, что репликация осуществляется в двух местах.

Наиболее хорошо изученным семейством данного класса вирусов, являются ретровирусы. Вирусы класса VI используют фермент обратную транскриптазу для превращения (+)РНК в ДНК. Вместо использования РНК в качестве матрицы для синтеза белков вирусы этого класса используют РНК как матрицу ДНК, которая встраивается в геном хозяина ферментом интегразой. Дальнейшая репликация происходит при помощи полимераз клетки хозяина. Наиболее хорошо изученным представителем данной группы вирусов является ВИЧ.

Небольшая группа вирусов, в состав которой входят семейства Caulimoviridae и Hepadnaviridae, в том числе вирус гепатита B. Имеют двуцепочечную геномную ДНК, которая ковалентно замкнута в форме кольца и является матрицей для синтеза мРНК вируса, а также субгеномных РНК. Субгеномная РНК служит матрицей для синтеза ДНК-генома ферментом обратной транскриптазой вируса. В некоторых источниках группу называют параретровирусами.

Классификации Балтимор , разработанные Дэвид Балтимор , является классификация вирусов системы , что группы вирусов в семьи, в зависимости от их типа генома ( ДНК , РНК , одноцепочечные (сс), двухцепочечный (DS), и т.д ..) и их метод репликации .

содержание

классификации

Классифицируя вирусы в соответствии с их геномом означает, что те, в данной категории будет все ведут себя почти так же путь, который предлагает некоторое представление о том, как приступить к дальнейшим исследованиям. Короче:

Эти типы вирусов необходимо ввести хост - ядро , прежде чем они способны к репликации. Кроме того, эти вирусы требуют клеток - хозяин , полимераз для репликации вируса генома , и, следовательно, в значительной степени зависит от клеточного цикла . Правильная инфекция и производство потомства требует, чтобы электролизер в репликации, так как она во время репликации , что полимераза клетки активна. Вирус может вызвать клетку принудительно проходить деление клеток , что может привести к трансформации клетки и, в конечном счете, рак . Примеры включают герпесвирусов , Adenoviridae и Papovaviridae .

Существует только один хорошо изученный пример , в котором вирус класс-не реплицируется в ядре: поксвирусных семья, высоко патогенный вирус , который заражает позвоночные и включает оспу вирус.

МРНК регулярно транскрибируется с вирусной ДНК с помощью хозяина РНК-полимеразы II. Это производит два вида мРНК: 1) в начале мРНК, переписана до синтеза вирусной ДНК, и 2) в конце мРНК, переписана из потомства ДНК.

Вирусы в этой категории включают Anelloviridae , Circoviridae и Parvoviridae (которые инфицируют позвоночных животных), в Geminiviridae и Nanoviridae (которые заражают растения), и Microviridae (которые заражают прокариоты ). Большинство из них имеет круговые геном (парвовирусы являются единственным известным исключением). Эукариоты-заражать репликации вирусов в основном в пределах ядра - обычно через прокатку механизма окружности , образуя двухцепочечные ДНК промежуточных в процессе. Превалирующий но бессимптомно человек Anellovirus, называемое Переливание передающийся Вирус (TTV), входят в этой классификации.

Вирусы оцРНК принадлежат к классу IV или V классификации Baltimore. Они могут быть сгруппированы в положительном смысле или отрицательном смысле по смыслу полярности РНК. Одноцепочечной РНК является общим признаком этих вирусов. Репликация вирусов происходит в цитоплазме или ядре (для сегментированных вирусов класса V). Класс IV и V оцРНК вирусы не зависит так сильно, как ДНК-вирусов на клеточном цикле.

РНК - вирусы с положительным смыслом и вообще все РНК , определенные как положительный смысл могут быть доступны непосредственно принимающими рибосомами немедленно образуют белки. Их можно разделить на две группы, каждая из которых размножаются в цитоплазме:

Вирусы с полицистронныммРНКом , где РНК - геном образует мРНК и транслируется в полипротеиновом продукт , который затем расщепляется с образованием зрелых белков. Это означает , что ген может использовать несколько методов , в которых для производства белков из одной и той же цепи РНК, все в целях уменьшения размера его гена.
Вирусы со сложной транскрипцией, для которых субгеномного мРНК, рибосомная frameshifting и протеолитическая могут быть использована обработка полипротеинов. Все из которых являются различные механизмы , с помощью которых для получения белков из одной и той же цепи РНК.

Вирусы , содержащие нерасчлененными геномы , для которых первым шагом в репликации транскрипции от (-) - многожильного генома вирусной РНК-зависимой РНК - полимеразы с получением monocistronic мРНК , которые кодируют различные вирусные белки. Геном копия положительного смысла затем производится , который служит в качестве матрицы для производства (-) - нити генома. Репликация в цитоплазме.
Вирусы с сегментированных геномов , для которых репликация происходит в ядре и для которых вирусной РНК-зависимой РНК - полимеразы производит monocistronic мРНК из каждого сегмента генома. Самая большая разница между этими двумя местом репликации.

Примеры этого класса включают в семьях Arenaviridae , Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , буньявирусы , Filoviridae и Rhabdoviridae (последний из которых включает в себя вирус бешенства ).

Хорошо изученное семейство этого класса вирусов включают ретровирусы . Характерный признак является использование обратной транскриптазы для преобразования РНКА положительных смыслового в ДНК. Вместо того , чтобы использовать РНК для шаблонов белков, они используют ДНК для создания шаблонов, который сращивание в геном хозяина с помощью интегразы . Репликация может затем начать с помощью полимераз принимающей клетки.

Эта небольшая группа вирусов, примером которых может служить гепатита вируса (который находится в Hepadnaviridae семьи), имеют двухцепочечной, гэп геном , который затем заполняют с образованием ковалентно замкнутый круг ( ковалентно замкнутую кольцевую ДНК ) , который служит в качестве шаблона для производства вирусных мРНК и субгеномного РНК. РНК pregenome служит шаблоном для обратной транскриптазы вируса для производства генома ДНК.

В таксономии живой природы вирусы выделяют в отдельный таксон, образующий в классификации Systema Naturae 2000 вместе с доменами Bacteria, Archaea и Eukaryota корневой таксон Biota. В течение XX века в систематике выдвигались предложения о создании выделенного таксона для неклеточных форм жизни ( Aphanobionta Novak, 1930 ; надцарство Acytota Jeffrey, 1971 ; Acellularia ), в тоже время такие предложения не были кодифицированы.

Систематику и таксономию вирусов в настоящий момент кодифицирует и поддерживает Международный Комитет по Таксономии Вирусов (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV), поддерживающий также и таксономическую базу The Universal Virus Database ICTVdB.

Международный комитет по таксономии вирусов разработал современную классификацию вирусов и выделил основные свойства вирусов, имеющие больший вес для классификации с сохранением единообразия семейств.

Была разработана объединённая таксономия (универсальная система для классификации вирусов). Седьмой отчёт ICTV закрепил для первых пор понятие о виде вируса как о низшем таксоне в иерархии вирусов. Однако к настоящему моменту была изучена лишь небольшая часть от общего разнообразия вирусов, анализ образцов вирусов из человеческого организма выявил, что около 20 % последовательностей вирусных нуклеиновых кислот ещё не было рассмотрено ранее, а образцы из окружающей среды, к примеру, морской воды и океанского дна, показали, что подавляющее большая часть последовательностей являются совершенно новыми.

Основными таксономическими единицами являются:

Отряд (-virales) семейство (-viridae) Подсемейство (-virinae) род (-virus) вид (-virus)

Современная классификация ICTV (2012) включает 7 отрядов вирусов: Caudovirales, Herpesvirales, Ligamenvirales, Mononegavirales, Nidovirales, Picornavirales и Tymovirales. Существование восьмого порядка (Megavirales) пока ещё было только предположено. Классификация не выделяет подвиды, штаммы и изоляты. Всего насчитывается 6 порядков, 87 семейств, 19 подсемейств, 349 родов, около 2284 видов и свыше 3000 ещё неклассифицированных вирусов.

Подробнее: классификация вирусов по Балтимору

Лауреат Нобелевской премии биолог Дейвид Балтимор разработал классификацию вирусов по Балтимору. Классификация ICTV сегодня объединяется с классификацией по Балтимору, составляя современную систему классификации вирусов.

Классификация вирусов по Балтимору основывается на механизме образования мРНК. Вирусы обязаны синтезировать мРНК из собственных геномов для образования белков и репликации своей нуклеиновой кислоты, в тоже время каждое семейство вирусов имеет собственный механизм осуществления этого. Вирусные геномы могут быть одноцепоченые (оц) или двухцепочечные (дц), ДНК- или РНК-содержащие, могут использовать или не использовать обратную транскриптазу. Кроме того, одноцепочечные РНК-вирусы могут иметь положительную (+) или отрицательную (-) цепь РНК в составе своего генома.

Эта система включает в себя семь основных групп:

(I) Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и не имеющие РНК-стадии (к примеру, герпесвирусы, поксвирусы, паповавирусы, мимивирус).
(II) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу ДНК (например, парвовирусы). В этом случае ДНК всегда положительной полярности.
(III) Вирусы, содержащие двуцепочечную РНК (например, ротавирусы).
(IV) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК положительной полярности (например, пикорнавирусы, флавивирусы).
(V) Вирусы, содержащие одноцепочечную молекулу РНК негативной или двойной полярности (например, ортомиксовирусы, филовирусы).
(VI) Вирусы, содержащие одноцепочечную положительную молекулу РНК и имеющие в своем жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретровирусы (например, ВИЧ).
(VII) Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК и имеющие в своём жизненном цикле стадию синтеза ДНК на матрице РНК, ретроидные вирусы (например, вирус гепатита B).

Дальнейшее деление производится на основе таких признаков как структура генома (наличие сегментов, кольцевая или линейная молекула), генетическое сходство с другими вирусами, наличие липидной оболочки, таксономическая принадлежность организма-хозяина и так далее.

Общее описание

Вирусы находятся в атмосфере, почве, воде. Различают вирусы растений, животных, грибов, бактерий. Вирусы, поражающие бактерии, называются бактериофагами. Существуют сателлиты, которые попадают в клетку только при наличии в ней дополнительного вируса.

Рис. 1. Бактериофаг.

Большинство вирусов вызывает инфекции, некоторые виды не оказывают видимого влияния. Одним из интересных фактов является наличие остатков вирусов в ДНК человека.

Вирусы имеют разнообразную форму (шары, спирали, палочки) и мельчайшие размеры – 20-300 нм (в 1 мм 1 млн. нм). Самые крупные вирусы – мимивирусы, имеющие диаметр в 500 нм. Они имитируют строение и жизнедеятельность бактерий, и некоторые учёные считают мимивирусы переходной формой от вирусов к бактериям.

Рис. 2. Мимивирусы.

Кратко о вирусах и их отличиях от живой и неживой материи представлено в таблице.

Строение

Отличия

от неживой материи

от живых организмов

Молекулы ДНК или РНК, заключённые в плотную белковую оболочку – капсид. Сложноустроенные вирусы могут иметь дополнительную оболочку из жиров или белков

– передача наследственной информации (ДНК или РНК);

– способность к мутациям;

– способность адаптироваться к условиям окружающей среды

– Отсутствие клеточного строения;

– обладают свойствами неживой материи вне клетки;

– отсутствие обмена веществ (дыхания, питания);

– отсутствие роста и развития

Вирусы могут размножаться только внутри клетки (в цитоплазме или ядре), т.е. являются облигатными паразитами. Находясь вне клетки, вирусы кристаллизуются, превращаясь в вирионы, и могут находиться в таком состоянии долгое время.

Классификация

Вирусы выделяются в отдельное царство и классифицируются по пяти таксонам. Большинство вирусов ещё не изучено и не классифицировано.
Современная классификация включает:

9 отрядов;
127 семейств;
44 подсемейств;
782 рода;
4686 видов.

Биолог Дейвид Балтимор в 1971 году разработал альтернативную классификацию вирусов по особенностям генетической информации. Балтимор разграничил, какие бывают вирусы по содержанию РНК или ДНК.
Его классификацию можно объединить в три крупные группы:

ДНК-вирусы;
РНК-вирусы;
Вирусы, превращающие РНК в ДНК.

Основные виды вирусов в биологии по Балтимору представлены в таблице.

Название

Класс по Балтимору

Особенности

Примеры

Двуцепочечная ДНК. Размножение в ядре клетки

Вирусы оспы, герпеса, папиллом

Одноцепочечная ДНК. Размножение в ядре

ДНК одновременно двуцепочечная и одноцепочечная

Вирус гепатита В

Двуцепочечная РНК. Размножение в цитоплазме

Одноцепочечная информативная РНК (плюс-цепь)

Одноцепочечная РНК, не несущая информацию (минус-цепь)

Одноцепочечная РНК (плюс-цепь) превращается в ДНК

Вирусы – структуры, меняющие ДНК клетки, в результате чего клетка производит новые вирусы. Когда вирусов становится слишком много, они разрывают клеточную мембрану, выходят наружу и поражают новые клетки. Иногда не убивают клетку, а отпочковываются от неё.

Рис. 3. Вирус, внедряющийся в клетку.

Что мы узнали?

Из доклада 5-6 класса узнали о строении, особенностях, классификации вирусов. Их нельзя отнести ни к живой природе, ни к неживой материи. По структуре вирусы – белки, несущие наследственную информацию, которая встраивается в живую клетку. Биолог Балтимор выделил семь классов вирусов в зависимости от особенностей строения генетического материала.

Читайте также: