Food-Info.net > Θέματα > Ασφάλεια Τροφίμωνν > Ιοί

Εισαγωγή στην ταξινόμηση και την αντιγραφή των ιών

Διασκευασμένο από: http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/224/Classification224.html

Ταξινόμηση

Η ταξινόμηση συντελεί σε πιθανές προβλέψεις σχετικά με λεπτομέρειες που αφορούν στην αντιγραφή, την παθογένεση και τη μετάδοση. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν ταυτοποιούνται νέοι ιοί. Επίσης αυτό σημαίνει ότι όταν ερευνούνται κάποια νέα είδη ή γένη ιών γνωστών οικογενειών, αυτό μπορεί να γίνει στα πλαίσια των πληροφοριών διαθέσιμων για τα άλλα μέλη αυτής της ομάδας.

Χωρίς την ταξινόμηση, η ανακάλυψη κάθε νέου ιού θα ήταν σαν ένα μαύρο κουτί. Δε θα μπορούσε να γίνει καμία υπόθεση και τα πάντα θα έπρεπε να ανακαλύπτονται και να επανα-ανακαλύπτονται. Αυτοί οι λόγοι μας υπαγορεύουν ότι η πρόοδος στον τομέα της ταξινόμησης είναι αναπόφευκτη και σημαντική. Οι πρόσφατες ταξινομήσεις επιτρέπουν στους πρόσφατα προσδιορισμένους ιούς να τοποθετούνατι σε ένα «κουτί» με ταμπέλα. Στις καλύτερες περιπτώσεις πολλά μπορούν να υποτεθούν σχετικά με τη βιολογία των ιών. Ακόμα και στις χειρότερες των περιπτώσεων, μπορεί να προταθεί ένα πλαίσιο έρευνας. Επειδή υπάρχουν ελάχιστες ανακαλύψεις που πραγματοποιούνται αυτή τη στιγμή και δεν ταιριάζουν με την παρούσα ταξινόμηση, μπορούμε να υποστηρίξουμε σε μεγάλο βαθμό ότι οι περισσότερες από τις κύριες ομάδες των ιών που προσβάλουν τους ανθρώπους και τα κατοικίδια ζώα έχουν ταξινομηθεί. Επομένως, η ταξινόμηση είναι χρήσιμη.

Πώς ταξινομούνται οι ιοί;

Ιεραρχική ταξινόμηση των ιών:

Τάξη(order) - οικογένεια(family) -υπο-οικογένεια(subfamily) - γένος(genus)- είδος(species)-στέλεχος/τύπος (strain / type )

Προς το παρόν, η ταξινόμηση είναι σημαντική μόνο από το επίπεδο των οικογενειών και πέρα. Όλες οι οικογένειες έχουν την κατάληξη - viridae π.χ.

• Poxviridae
• Herpesviridae
• Parvoviridae
• Retroviridae

Μέλη της οικογένειας Picornaviridae γενικότερα μεταδίδονται μέσω των περιττωμάτων, του στόματος και του αέρα.

Τα γένη έχουν την κατάληξη - virus (-ιοί) . Έτσι για παράδειγμα για τα Picornaviridae υπάρχουν 5 γένη:

• είδη Enterovirus π . χ . poliovirus 1, 2, 3
• είδη Cardiovirus π . χ . mengovirus
• είδη Rhinovirus π . χ . Rhinovirus 1a
• είδη Apthovirus π . χ . FMDV-C
• είδη Hepatovirus π . χ .. Hepatitis A virus

Ο ορισμός των «ειδών» είναι η πιο σημαντική αλλά και δύσκολη εργασία που πρέπει να γίνει με τους ιούς. Υπάρχει ένα στοιχείο υποκειμενικότητας σε αυτό . Θεωρούμε το γένος Lentivirus , για το οποίο είναι γνωστό ότι περιέχει πολλά διαφορετικά είδη συμπεριλαμβανομένων και των παρακάτω:

• HIV -1, Human Immunodeficiency (ανεπάρκεια σε άνθρωπο) Virus 1
• HIV-2, Human Immunodeficiency Virus 2
• SIV, Simian Immunodeficiency(σιμιιδής ανεπάρκεια) Virus
• FIV, Feline Immunodeficiency (ανεπάρκεια σε αιλουροειδές) Virus
• BIV, Bovine Immunodeficiency (ανεπάρκεια στα βοειδή) Virus
• Visna (πρόβατα)
• EIAV (άλογα)
• CAEV (κατσίκες)

Όμως, υπάρχουν ιοί που βρίσκονται ανάμεσα σε δύο περιγραφόμενα είδη. Αυτά θα πρέπει να αποτελούν ένα διαφορετικό είδος ή να συμπεριλαμβάνονται σε κάποιο ήδη γνωστό είδος; Τέτοιου είδους ποικιλομορφίες είναι κυρίως χαρακτηριστικές των RNA ιών και προκαλούν πολλές δυσκολίες στη ταξινόμηση.

Αρχή της ταξινόμησης (ταξινομικής κατάταξης)

Χαρακτηριστικά, όπως η μορφολογία (μέγεθος, σχήμα, με περίβλημα ή χωρίς), φυσικοχημικές ιδιότητες(μοριακή μάζα, πυκνότητα υγρών, pH, θερμότητα, ιονική σταθερότητα), γονιδίωμα(RNA, DNA, τμηματική ακολουθία, περιορισμένη αποτύπωση, τροποποιήσεις κ.τ.λ.), μακρομόρια (σύνθεση πρωτεϊνών και λειτουργία) αντιγονικές ιδιότητες, βιολογικές ιδιότητες (ποικιλία ξενιστών, μετάδοση τροπισμού, κ.τ.λ.), λαμβάνονται όλα υπόψη.

Η Βαλτιμορική ταξινόμηση

Η αντιγραφή του ιού εξαρτάται από τη φύση του γονιδιώματός του. Οι ιοί μπορούν να ταξινομηθούν σε εφτά (αυθαίρετες) ομάδες:

I: Δίκλωνο DNA (ιοί Adeno, ιοί Herpes, ιοί Pox, κτλ .)
II: Μονόκλωνο (+) φοράς DNA (ιοί Parvo)
III: Δίκλωνο RNA (ιοί Reo, ιοί Birna)
IV: Μονόκλωνο (+) φοράς RNA (ιοί Picornas, ιοί Toga, κτλ .)
V: Μονόκλωνο (-) φοράς RNA (ιοί Orthomyxo, ιοί Rhabdo, κτλ .)
VI: Μονόκλωνο (+) φοράς RNA με ενδιάμεσο DNA στον κύκλο ζωής (ιοί Retro)
VII: Δίκλωνο DNA με ενδιάμεσο RNA (ιοί Hepadna)

Αντιγραφή

Για να πολλαπλασιαστεί ένας ιός πρέπει προφανώς να προσβάλει κάποιο κύτταρο. Οι ιοί συνήθως έχουν ένα περιορισμένο εύρος ξενιστών π.χ. ζώα και είδη κυττάρων, στους οποίους μπορούν να εισβάλουν. Όλοι πρέπει να συνθέτουν πρωτεΐνες με 3 τύπους λειτουργιών : επιβεβαίωση της αντιγραφής του γονιδιώματος, ενσωμάτωση του γονιδιώματος στα σωματίδια των ιών, τροποποίηση του μεταβολισμού των προσβεβλημένων κυττάρων έτσι, ώστε να παράγονται οι ιοί.

Το παραπάνω σχήμα στην πραγματικότητα δείχνει την αντιγραφή ενός ρετρο-ιού, του HIV -1 αλλά τα βασικότερα στάδια είναι κοινά για όλους τους ιούς, αν και οι ακριβείς λεπτομέρειες προφανώς ποικίλουν.

Αρχική φάση :

• Προσκόλληση
• Διείσδυση
• Ξεγύμνωμα γονιδιώματος

Το γενετικό υλικό του ιού εισάγεται στο κύτταρο, συχνά συνοδευόμενο από απαραίτητους ιικούς πρωτεϊνικούς συμπαράγοντες.

Φάση αντιγραφής :

• Σύνθεση DNA
• Σύνθεση RNA
• Σύνθεση πρωτεϊνών

Το μέγεθος του γονιδιώματος, η σύνθεση και η οργάνωση των ιών παρουσιάζει τεράστια ποικιλομορφία (κοιτάξτε παραπάνω στη Βαλτιμορική ταξινόμηση). Σε μερικές περιπτώσεις κυτταρικά ένζυμα ευθύνονται για την αντιγραφή του ιικού γονιδιώματος, με τη βοήθεια ιικών πρωτεϊνών π.χ. ιός P arvo . Στις περισσότερες περιπτώσεις συμβαίνει το αντίθετο, οι ιικές πρωτεΐνες είναι υπεύθυνες για την αντιγραφή του γονιδιώματος παρόλο που χρησιμοποιούν κυτταρικές πρωτεΐνες για να το επιτύχουν.

Φάση απελευθέρωσης :

• «Συναρμολόγηση»-δημιουργία σώματος
• Ωρίμανση
• Έξοδος από το κύτταρο

Σε όλες τις περιπτώσεις, οι ιικές πρωτεΐνες είναι υπεύθυνες για αυτό το τρίτο και τελευταίο στάδιο αν και είναι πιθανό οι πρωτεΐνες του ξενιστή και άλλοι παράγοντες να σχετίζονται με τα σωματίδια του ιού. Ο λόγος σωματιδίων/ μετάδοσης(λοίμωξης) στους ιούς P icorna είναι χαμηλός, της τάξης του 0.1% π.χ. μόνο 1 στα 1000 ιικά σωματίδια είναι λοιμώδη. Ένας ιός μπορεί να είναι ελαττωματικός για αμέτρητους λόγους αλλά αυτό κάνει τη μελέτη της αντιγραφής δύσκολη.

Περεταίρω ανάγνωση για τους ιούς : http://www.virology.net/