✖


Jump to content

Балтиморская классификация

(Перенаправлено с вируса DsRNA )

Балтиморская классификация — это система, используемая для классификации вирусов на основе способа синтеза информационной РНК (мРНК). Организовав вирусы на основе способа производства мРНК, можно изучать вирусы, которые ведут себя одинаково, как отдельную группу. Описаны семь балтиморских групп, которые принимают во внимание, состоит ли вирусный геном из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК), является ли геном одноцепочечным или двухцепочечным , а также имеет ли смысл одноцепочечная РНК в геноме. является положительным или отрицательным.

Классификация Балтимора также близко соответствует способу репликации генома, поэтому классификация Балтимора полезна для группировки вирусов как для транскрипции, так и для репликации. Некоторые субъекты, относящиеся к вирусам, связаны с несколькими конкретными балтиморскими группами, такими как специфические формы трансляции мРНК и диапазон хозяев различных типов вирусов. Структурные характеристики, такие как форма вирусного капсида , в котором хранится вирусный геном, и история эволюции вирусов не обязательно связаны с балтиморскими группами.

Балтиморская классификация была создана в 1971 году вирусологом Дэвидом Балтимором . С тех пор среди вирусологов стало обычным использовать Балтиморскую классификацию наряду со стандартной таксономией вирусов, основанной на истории эволюции. В 2018 и 2019 годах Балтиморская классификация была частично интегрирована в таксономию вирусов на основании доказательств того, что определенные группы произошли от общих предков. Различные королевства, королевства и типы теперь соответствуют конкретным группам Балтимора.

Обзор

[ редактировать ]

Балтиморская классификация группирует вирусы в зависимости от способа синтеза мРНК. Характеристики, непосредственно связанные с этим, включают в себя то, состоит ли геном из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК), многоцепочность генома, который может быть одно- или двухцепочечным, и смысл одноцепочечного генома. , который может быть либо положительным, либо отрицательным. Основное преимущество Балтиморской классификации заключается в том, что, классифицируя вирусы по вышеупомянутым характеристикам, вирусы, ведущие себя одинаково, можно изучать как отдельные группы. Есть семь балтиморских групп, пронумерованных римскими цифрами, перечисленных ниже. [1]

  • Группа I: вирусы с двухцепочечной ДНК.
  • Группа II: вирусы с одноцепочечной ДНК.
  • Группа III: вирусы с двухцепочечной РНК.
  • Группа IV: вирусы с одноцепочечной РНК с положительным смыслом.
  • Группа V: вирусы с одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом.
  • Группа VI: вирусы с одноцепочечной РНК, в жизненном цикле которых имеется промежуточная ДНК.
  • Группа VII: вирусы с двухцепочечной ДНК, в жизненном цикле которых имеется промежуточная РНК.

Балтиморская классификация в основном основана на транскрипции вирусного генома, и вирусы внутри каждой группы обычно используют одинаковые способы синтеза мРНК. Хотя это и не является прямым предметом балтиморской классификации, группы организованы таким образом, что вирусы в каждой группе обычно имеют одинаковые механизмы репликации вирусного генома. [2] [3] Благодаря этому Балтиморская классификация дает представление как о транскрипционной, так и о репликационной части жизненного цикла вируса . Структурные характеристики вирусной частицы, называемой вирионом, такие как форма вирусного капсида и наличие вирусной оболочки , липидной мембраны, окружающей капсид, не имеют прямого отношения к балтиморским группам, и эти группы не обязательно демонстрируют генетические особенности. отношения, основанные на эволюционной истории. [1]

Визуализация семи групп вирусов по Балтиморской классификации.

Классификация

[ редактировать ]

ДНК-вирусы

[ редактировать ]
Основная статья: ДНК-вирус

ДНК-вирусы имеют геномы, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), и разделены на две группы: вирусы с двухцепочечной ДНК (дцДНК) и вирусы с одноцепочечной ДНК (оцДНК). Они отнесены к четырем отдельным царствам: Аднавирия , Дуплоднавирия , Моноднавирия и Вариднавирия . Многим еще предстоит присвоить себе какое-либо царство.

Группа I: вирусы с двухцепочечной ДНК.

[ редактировать ]
См. также: Аднавирия , Дуплоднавирия и Вариднавирия.

В первую балтиморскую группу входят вирусы, имеющие геном двухцепочечной ДНК (дцДНК). МРНК всех дцДНК-вирусов синтезируется в трехэтапный процесс. Во-первых, комплекс преинициации транскрипции связывается с ДНК выше сайта, где начинается транскрипция, позволяя рекрутировать РНК-полимеразу хозяина . Во-вторых, как только РНК-полимераза задействована, она использует отрицательную цепь в качестве матрицы для синтеза цепей мРНК. В-третьих, РНК-полимераза завершает транскрипцию при достижении специфического сигнала, например сайта полиаденилирования . [4] [5] [6]

Вирусы дцДНК используют несколько механизмов для репликации своего генома. Широко используется двунаправленная репликация, при которой две репликационные вилки устанавливаются в месте начала репликации и движутся в противоположных направлениях друг от друга. [7] Также распространен механизм катящегося круга, который производит линейные нити, продвигаясь по петле вокруг кольцевого генома. [8] Некоторые вирусы дцДНК используют метод замещения цепи, при котором одна цепь синтезируется из матричной цепи, а затем синтезируется комплементарная цепь из ранее синтезированной цепи, образуя геном дцДНК. [9] Наконец, некоторые вирусы с дцДНК реплицируются в рамках процесса, называемого репликативной транспозицией , при котором вирусный геном в ДНК клетки-хозяина реплицируется в другую часть генома хозяина. [10]

Вирусы с дцДНК можно разделить на те, которые реплицируются в ядре и, как таковые, относительно зависят от механизма транскрипции и репликации клетки-хозяина, и те, которые реплицируются в цитоплазме, и в этом случае они развились или приобрели свои собственные средства выполнения транскрипции. и репликация. [3] Вирусы дцДНК также обычно разделяют на вирусы с дцДНК с хвостатым типом, относящиеся к представителям области Duplodnaviria , обычно хвостатые бактериофаги отряда Caudovirales , и бесхвостые или бесхвостые вирусы дцДНК из области Varidnaviria . [11] [12]

Вирусы дцДНК подразделяются на три из четырех сфер и включают множество таксонов, не отнесенных к какой-либо сфере:

Группа II: вирусы с одноцепочечной ДНК.

[ редактировать ]
Собачий парвовирус представляет собой вирус оцДНК.
Смотрите также: Моноднавирия

Вторая балтиморская группа содержит вирусы, имеющие геном одноцепочечной ДНК (оцДНК). Вирусы оцДНК имеют тот же способ транскрипции, что и вирусы дцДНК. он сначала преобразуется в двухцепочечную форму с помощью ДНК-полимеразы Однако, поскольку геном является одноцепочечным, при попадании в клетку-хозяина . Затем мРНК синтезируется из двухцепочечной формы. Двухцепочечная форма вирусов оцДНК может образовываться либо непосредственно после проникновения в клетку, либо в результате репликации вирусного генома. [16] [17] Эукариотические вирусы с оцДНК реплицируются в ядре. [3] [18]

Большинство вирусов оцДНК содержат кольцевые геномы, которые реплицируются посредством репликации по катящемуся кругу (RCR). RCR оцДНК инициируется эндонуклеазой , которая связывается с положительной цепью и расщепляет ее, позволяя ДНК-полимеразе использовать отрицательную цепь в качестве матрицы для репликации. Репликация происходит по петле вокруг генома посредством удлинения 3'-конца положительной цепи, вытеснения предыдущей положительной цепи, а эндонуклеаза снова расщепляет положительную цепь, создавая автономный геном, который лигируется в кольцевую петлю. Новая оцДНК может быть упакована в вирионы или реплицирована с помощью ДНК-полимеразы с образованием двухцепочечной формы для транскрипции или продолжения цикла репликации. [16] [19]

Парвовирусы содержат линейные геномы оцДНК, которые реплицируются посредством вращающейся шпильки (RHR), что аналогично RCR. Геномы парвовирусов имеют шпильки на каждом конце генома, которые многократно разворачиваются и разворачиваются во время репликации, изменяя направление синтеза ДНК для перемещения вперед и назад по геному, создавая многочисленные копии генома в непрерывном процессе. Затем из этой молекулы с помощью вирусной эндонуклеазы вырезаются отдельные геномы. У парвовирусов как положительная, так и отрицательная смысловая цепь может быть упакована в капсиды, что варьируется от вируса к вирусу. [19] [20]

Почти все оцДНК-вирусы имеют позитивные смысловые геномы, но существует несколько исключений и особенностей. Семейство Anelloviridae — единственное семейство оцДНК, члены которого имеют кольцевые геномы с отрицательным смыслом. [18] Как упоминалось ранее, парвовирусы могут упаковывать как положительную, так и отрицательную смысловую цепь в вирионы. [17] Наконец, биднавирусы упаковывают как положительные, так и отрицательные линейные цепи. [18] [21] В любом случае смысл вирусов оцДНК, в отличие от вирусов оцРНК, недостаточен для разделения вирусов оцДНК на две группы, поскольку все вирусные геномы оцДНК преобразуются в формы дцДНК до начала транскрипции и репликации. [2]

Вирусы оцДНК классифицируются в одну из четырех сфер и включают несколько семейств, не отнесенных к какой-либо области:

  • В Monodnaviria все члены, за исключением вирусов Papovaviricetes, являются вирусами оцДНК. [14]
  • Неназначенные семейства Anelloviridae и Spiraviridae представляют собой семейства вирусов оцДНК. [14]
  • Вирусы семейства Finnlakeviridae содержат геномы оцДНК. Finnlakeviridae не отнесен к какой-либо области, но является предлагаемым членом Varidnaviria . [12]

РНК-вирусы

[ редактировать ]
Основные статьи: Орторнавирусы и РНК-вирус

РНК-вирусы имеют геномы, состоящие из рибонуклеиновой кислоты (РНК), и включают три группы: вирусы с двухцепочечной РНК (дцРНК), вирусы с одноцепочечной РНК с положительным смыслом (+оцРНК) и вирусы с одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом (-оцРНК). Большинство РНК-содержащих вирусов относятся к царству Orthornavirae, относящемуся к царству Riboviria . Исключением обычно являются вироиды и другие субвирусные агенты . Некоторые из последних категорий, такие как вирус гепатита D , классифицируются как рибозивирия .

Группа III: вирусы с двухцепочечной РНК.

[ редактировать ]
Ротавирусы представляют собой дцРНК-вирусы.

Третья балтиморская группа содержит вирусы, имеющие геном двухцепочечной РНК (дцРНК). После проникновения в клетку-хозяина геном дцРНК транскрибируется в мРНК с отрицательной цепи с помощью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp). мРНК можно использовать для трансляции или репликации. Одноцепочечная мРНК реплицируется с образованием генома дцРНК. 5'-конец генома может быть обнаженным, закрытым или ковалентно связанным с вирусным белком. [22] [23]

дсРНК не является молекулой, вырабатываемой клетками, поэтому клеточная жизнь развила противовирусные системы для обнаружения и инактивации вирусной дсРНК. Чтобы противодействовать этому, многие геномы дцРНК конструируются внутри капсидов, что позволяет избежать обнаружения внутри цитоплазмы клетки-хозяина. мРНК вытесняется из капсида для трансляции или перемещения из зрелого капсида в капсид-потомок. [22] [23] [24] В то время как вирусы дсРНК обычно имеют капсиды, у вирусов семейств Amalgaviridae и Endornaviridae не наблюдалось образования вирионов, и поэтому, по-видимому, капсиды отсутствуют. Эндорнавирусы также необычны тем, что в отличие от других РНК-вирусов они обладают единственной длинной открытой рамкой считывания (ORF) или транслируемой частью и сайт-специфичным разрывом в 5'-области положительной цепи. [24]

Вирусы дсРНК подразделяются на два типа в царстве Orthornavirae области Riboviria : [25]

Группа IV: вирусы с одноцепочечной РНК с положительным смыслом.

[ редактировать ]
Коронавирусы представляют собой вирусы +ssRNA.

Четвертая балтиморская группа содержит вирусы, имеющие геном положительной смысловой одноцепочечной РНК (+оцРНК). Для вирусов +ssRNA геном функционирует как мРНК, поэтому для трансляции не требуется транскрипция. Вирусы +ssRNA, однако, также будут производить положительно смысловые копии генома из отрицательных смысловых цепей промежуточного генома дцРНК. Это действует как процесс транскрипции и репликации, поскольку реплицируемая РНК также является мРНК. 5'-конец может быть обнаженным, кэпированным или ковалентно связанным с вирусным белком, а 3'-конец может быть обнаженным или полиаденилированным. [26] [27] [28]

Многие +ssRNA-вирусы способны транскрибировать только часть своего генома. Обычно нити субгеномной РНК (сгРНК) используются для трансляции структурных и транспортных белков, необходимых на промежуточных и поздних стадиях инфекции. Транскрипция sgRNA может происходить путем начала синтеза РНК внутри генома, а не с 5'-конца, путем остановки синтеза РНК на определенных последовательностях в геноме или путем, как часть обоих предшествующих методов, синтеза лидерных последовательностей из вирусной РНК, которые затем прикрепляются к нитям огРНК. Поскольку для синтеза sgRNA необходима репликация, RdRp всегда транслируется первым. [27] [28] [29]

Поскольку в процессе репликации вирусного генома образуются промежуточные молекулы дцРНК, вирусы +оцРНК могут быть атакованы иммунной системой клетки-хозяина. Чтобы избежать обнаружения, вирусы +ssRNA реплицируются в мембраносвязанных везикулах, которые используются в качестве фабрик репликации. Отсюда только вирусная +оцРНК, которая может быть мРНК, попадает в основную цитоплазматическую область клетки. [26] [27]

Вирусы +ssRNA можно разделить на те, которые имеют полицистронную мРНК, которая кодирует полипротеин, который расщепляется с образованием множества зрелых белков, и те, которые продуцируют субгеномные мРНК и, следовательно, подвергаются двум или более циклам трансляции. [3] [30] Вирусы +ssRNA включены в три типа царства Orthornavirae в области Riboviria : [25]

  • Все вирусы Lenarviricota являются вирусами +ssRNA.
  • Все вирусы Pisuviricota являются вирусами +ssRNA, за исключением класса Duplopiviricetes , представители которого имеют геномы dsRNA.
  • Все вирусы Kitrinoviricota являются вирусами +ssRNA.

Группа V: вирусы с одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом.

[ редактировать ]
Основная статья: Негарнавирикота

Пятая балтиморская группа содержит вирусы, имеющие геном с отрицательной смысловой одноцепочечной РНК (-оцРНК). мРНК, имеющая положительный смысл, транскрибируется непосредственно из генома с отрицательным смыслом. Первый процесс транскрипции -оцРНК включает связывание RdRp с лидерной последовательностью на 3'-конце генома, транскрипцию 5'-трифосфат-лидерной РНК, которая кэпирована, затем остановку и возобновление транскрипционного сигнала, который кэпирован , и продолжается до тех пор, пока не сигнал остановки достигнут. [31] Второй способ аналогичен, но вместо синтеза кэпа RdRp может использовать захват кэпа , при котором короткая последовательность мРНК клетки-хозяина берется и используется в качестве 5'-кэпа вирусной мРНК. [32] Геномная -оцРНК реплицируется из положительного смыслового антигенома аналогично транскрипции, за исключением обратного использования антигенома в качестве матрицы для генома. RdRp перемещается с 3'-конца на 5'-конец антигенома и игнорирует все сигналы транскрипции при синтезе геномной -оцРНК. [23] [33]

Различные вирусы -ssRNA используют особые механизмы транскрипции. Способ образования хвоста полиА может заключаться в задержке полимеразы , во время которой RdRp транскрибирует аденин из урацила , а затем возвращается в последовательность РНК с мРНК, чтобы снова транскрибировать ее, продолжая этот процесс много раз, пока к нему не будут добавлены сотни аденинов. 3'-конец мРНК. [34] Кроме того, некоторые вирусы -ssRNA являются амбисенсными, поскольку как положительная, так и отрицательная цепи по отдельности кодируют вирусные белки, и эти вирусы производят две отдельные цепи мРНК: одну непосредственно из генома и одну из комплементарной цепи. [35] [36]

Вирусы -ssRNA можно неофициально разделить на вирусы с несегментированным и сегментированным геномом. Вирусы с несегментированной оцРНК реплицируются в цитоплазме, а вирусы с сегментированной оцРНК реплицируются в ядре. Во время транскрипции RdRp производит одну моноцистронную цепь мРНК из каждого сегмента генома. [3] [23] [37] Все вирусы -ssRNA отнесены к типу Negarnaviricota в царстве Orthornavirae в царстве Riboviria . Negarnaviricota содержит только вирусы -ssRNA, поэтому «вирус -ssRNA» является синонимом Negarnaviricota . [25] Negarnaviricota делится на два подтипа: Haploviricotina , члены которого синтезируют кэп-структуру на вирусной мРНК, необходимую для синтеза белка, и Polyploviricotina , представители которого вместо этого получают кэпы ​​на мРНК посредством захвата кэпа. [38]

Вирусы с обратной транскрипцией

[ редактировать ]
Основная статья: Ревтравирицетес

Вирусы с обратной транскрипцией (RT) имеют геномы, состоящие из ДНК или РНК, и реплицируются посредством обратной транскрипции. Существуют две группы вирусов с обратной транскрипцией: вирусы с одноцепочечной РНК-RT (оцРНК-RT) и вирусы с двухцепочечной ДНК-RT (дцДНК-RT). Вирусы с обратной транскрипцией относятся к царству Pararnavirae в царстве Riboviria .

Группа VI: одноцепочечные РНК-вирусы с промежуточной ДНК.

[ редактировать ]

Шестая балтиморская группа содержит вирусы, которые имеют геном одноцепочечной РНК (положительного смысла), который имеет промежуточную ДНК ((+) оцРНК-RT) в цикле репликации. [примечание 1] Вирусы оцРНК-RT транскрибируются так же, как ДНК-вирусы, но их линейные геномы сначала преобразуются в форму дцДНК посредством процесса, называемого обратной транскрипцией . Фермент вирусной обратной транскриптазы синтезирует цепь ДНК из цепи оцРНК, а цепь РНК разрушается и заменяется цепью ДНК для создания генома дцДНК. Затем геном интегрируется в ДНК клетки-хозяина, где он теперь называется провирусом . клетки-хозяина РНК-полимераза II затем транскрибирует РНК в ядре из провирусной ДНК. Часть этой РНК может стать мРНК, тогда как другие цепи станут копиями вирусного генома для репликации. [37] [39] [40] [41]

Все вирусы оцРНК-RT включены в класс Revtraviricetes , тип Arterviricota , царство Pararnavirae области Riboviria . За исключением Caulimoviridae , относящегося к группе VII, все представители отряда Ortervirales Revtraviricetes являются вирусами оцРНК-RT. [25] [42]

Группа VII: вирусы с двухцепочечной ДНК и промежуточной РНК.

[ редактировать ]

Седьмая балтиморская группа содержит вирусы, имеющие геном двухцепочечной ДНК, в цикле репликации которого имеется промежуточная РНК (дцДНК-RT). Вирусы дцДНК-RT имеют разрыв в одной цепи, который восстанавливается для создания полного генома дцДНК перед транскрипцией. [3] [37] Вирусы dsDNA-RT транскрибируются так же, как вирусы dsDNA. [2] но используют обратную транскрипцию для репликации своего кольцевого генома, пока он еще находится в капсиде. РНК-полимераза II клетки-хозяина транскрибирует цепи РНК из генома в цитоплазме, и геном реплицируется из этих цепей РНК. Геном дцДНК образуется из цепей прегеномной РНК по тому же общему механизму, что и вирусы оцРНК-RT, но с репликацией, происходящей в петле вокруг кольцевого генома. После репликации геном дцДНК может быть упакован или отправлен в ядро ​​для дальнейших раундов транскрипции. [39] [43]

Вирусы дцДНК-RT, как и оцРНК-RT, включены в класс Revtraviricetes . Выделяют два семейства вирусов дцДНК-RT: Caulimoviridae , принадлежащее к отряду Ortervirales , и Hepadnaviridae , единственное семейство в отряде Blubervirales . [25] [42]

Многогрупповые характеристики

[ редактировать ]
Структура некоторых вирусов, классифицированных по балтиморской группе: HSV (группа I), HCV (группа IV), DENV (группа IV), IAV (группа V) и ВИЧ-1 (группа VI).

Ряд характеристик вирусов не связаны напрямую с балтиморской классификацией, но, тем не менее, близко соответствуют множеству конкретных балтиморских групп. Сюда входит альтернативный сплайсинг во время транскрипции, сегментирован ли вирусный геном, диапазон хозяев вирусов, является ли геном линейным или кольцевым, а также различные методы трансляции вирусной мРНК.

Альтернативный сплайсинг

[ редактировать ]

Альтернативный сплайсинг — это механизм, с помощью которого разные белки могут быть получены из одного гена посредством использования альтернативных сайтов сплайсинга для получения разных мРНК. Он обнаружен в различных ДНК, -оцРНК и вирусах с обратной транскрипцией. Вирусы могут использовать альтернативный сплайсинг исключительно для получения нескольких белков из одной цепи пре-мРНК или для других конкретных целей. Для некоторых вирусов, включая семейства Orthomyxoviridae и Papillomaviridae , альтернативный сплайсинг действует как способ регулирования ранней и поздней экспрессии генов на разных стадиях инфекции. Вирусы герпеса используют его в качестве потенциального защитного механизма против хозяина, предотвращая синтез специфических противовирусных белков. Кроме того, в дополнение к альтернативному сплайсингу, поскольку клеточная несплайсированная РНК не может быть транспортирована из ядра, гепаднавирусы и ретровирусы содержат свои собственные белки для экспорта несплайсированной геномной РНК из ядра. [44] [45]

Сегментация генома

[ редактировать ]

Вирусные геномы могут существовать в одном или одночастном сегменте или могут быть разделены на более чем одну молекулу, называемую многочастным. У однодольных вирусов все гены находятся в одном сегменте генома. Многочастные вирусы обычно упаковывают свои геномы в один вирион, так что весь геном находится в одной вирусной частице, а отдельные сегменты содержат разные гены. Однодольные вирусы встречаются во всех группах Балтимора, тогда как многодольные вирусы обычно представляют собой РНК-вирусы. Это связано с тем, что большинство многочастных вирусов заражают растения или грибы, которые являются эукариотами, а большинство эукариотических вирусов представляют собой РНК-вирусы. [46] [47] [48] Семейство Pleolipoviridae различается: некоторые вирусы представляют собой однодольную оцДНК, а другие - двудольные: один сегмент представляет собой оцДНК, а другой - дцДНК. [6] [49] оцДНК растительных вирусов Вирусы семейства Geminiviridae также различаются между однодольными и двудольными. [47] [50]

Диапазон хостов

[ редактировать ]

Различные балтиморские группы обычно встречаются в разных ветвях клеточной жизни. У прокариот подавляющее большинство вирусов представляют собой вирусы с дцДНК, а значительное меньшинство - вирусы с оцДНК. Прокариотические РНК-вирусы, напротив, встречаются относительно редко. Большинство эукариотических вирусов, включая большинство вирусов животных и растений, представляют собой РНК-вирусы, хотя эукариотические ДНК-вирусы также распространены. По группам подавляющее большинство вирусов дцДНК заражают прокариотов, вирусы оцДНК обнаруживаются во всех трех доменах жизни, вирусы дцРНК и + оцРНК в основном обнаруживаются у эукариот, но также и у бактерий, а вирусы -оцРНК и обратная транскрипция обнаруживаются только у эукариот. . [47] [46] [51]

Линейные и круговые геномы

[ редактировать ]

Вирусные геномы могут быть как линейными с концами, так и кольцевыми в форме петли. Имеет ли вирус линейный или кольцевой геном, варьируется от группы к группе. Значительный процент вирусов с дцДНК являются вирусами с оцДНК преимущественно кольцевыми, РНК-вирусы и вирусы с оцРНК-RT обычно являются линейными, а вирусы с дцДНК-RT обычно являются кольцевыми. [52] [53] В семействе дцДНК Sphaerolipoviridae и в семействе Pleolipoviridae вирусы содержат как линейные, так и кольцевые геномы, варьирующиеся от рода к роду. [6] [49] [54]

Редактирование РНК

[ редактировать ]

Редактирование РНК используется различными вирусами оцРНК для производства разных белков из одного гена. Это можно сделать посредством проскальзывания полимеразы во время транскрипции или путем посттранскрипционного редактирования. При проскальзывании полимеразы РНК-полимераза во время транскрипции сдвигает один нуклеотид назад, вставляя нуклеотид, не включенный в цепь матрицы. Редактирование геномной матрицы может нарушить экспрессию генов, поэтому редактирование РНК осуществляется только во время и после транскрипции. Для вирусов Эбола редактирование РНК улучшает способность адаптироваться к своим хозяевам. [45] [55]

Альтернативный сплайсинг отличается от редактирования РНК тем, что альтернативный сплайсинг не меняет последовательность мРНК, как редактирование РНК, а вместо этого изменяет кодирующую способность последовательности мРНК в результате появления альтернативных сайтов сплайсинга. В остальном оба механизма приводят к одному и тому же результату: несколько белков экспрессируются одним геном. [45]

Перевод

[ редактировать ]
Жизненный цикл некоторых вирусов, классифицированных по балтиморской группе: HSV (группа I), HCV (группа IV), IAV (группа V) и ВИЧ-1 (группа VI).

Трансляция — это процесс, посредством которого белки синтезируются из мРНК рибосомами . Балтиморские группы не имеют прямого отношения к трансляции вирусных белков, но различные атипичные типы трансляции, используемые вирусами, обычно встречаются внутри определенных балтиморских групп: [2] [56]

  • Инициация неканонического перевода:
    • Вирусная инициация трансляции: используется в основном вирусами +ssRNA и ssRNA-RT, различные вирусы развили механизмы инициации трансляции, такие как наличие внутренних сайтов входа в рибосомы, обеспечивающих независимую от кэпа трансляцию, наличие расположенных ниже шпилек-петлей, которые позволяют осуществлять кэп-зависимую трансляцию. трансляция в отсутствие фактора инициации eIF2 и инициация CUG или другого стартового кодона с лейцина . аминокислотой [57] [58]
    • Утечочное сканирование : используемое различными вирусами во всех группах Балтимора, субъединица рибосомы 40S может сканировать стартовый кодон, тем самым пропуская ORF, инициируя трансляцию только с субъединицей 60S на последующем стартовом кодоне. [59] [60]
    • Рибосомальное шунтирование : используется различными вирусами дцДНК, +оцРНК, -оцРНК, оцРНК-RT, дцДНК-RT, рибосомы начинают сканирование со структуры 5'-кэпа, затем обходят лидерную структуру в мРНК, инициируя трансляцию ниже лидера. последовательность. [61] [62]
    • Терминация-реинициация: рибосомы, используемые некоторыми вирусами дцРНК и +оцРНК, могут транслировать ORF, но после прекращения трансляции этой ORF часть 40S субъединиц рибосомы остается прикрепленной к мРНК, что позволяет повторно инициировать трансляцию последующей трансляции. ОРФ. [63]
  • Неканоническое удлинение и прекращение трансляции:
    • Сдвиг рамки рибосомы : используется различными вирусами дцДНК, дцРНК, +оцРНК и оцРНК-RT, производит слитые белки из перекрывающихся ORF. Это осуществляется просто за счет того, что рибосомы во время трансляции сдвигают одно нуклеиновое основание вперед или назад. [60] [64]
    • Подавление терминации: также называемое считыванием стоп-кодона, используемое различными вирусами дцРНК, +оцРНК и оцРНК-RT. Некоторые вирусы содержат кодоны в своей мРНК, которые обычно сигнализируют о терминации трансляции после распознавания фактором высвобождения , но вместо этого частично распознается тРНК во время трансляции, что позволяет продолжить трансляцию до следующего стоп-кодона, чтобы образовать удлиненный конец вирусного белка. [65] В вирусах это часто используется для экспрессии репликазы . ферментов [66]
    • Рибосомальный пропуск: также называемый «стоп-продолжение», используемый различными вирусами дцРНК и +оцРНК, вирусный пептид или аминокислотная последовательность может препятствовать ковалентному связыванию рибосомы с новой вставленной аминокислотой, что блокирует дальнейшую трансляцию. Следовательно, полипротеин котрансляционно расщепляется и начинается новая аминокислотная последовательность, что приводит к образованию двух отдельных белков из одной ORF. [62] [67]

История

[ редактировать ]
Дэвид Балтимор

Балтиморская классификация была предложена в 1971 году вирусологом Дэвидом Балтимором в статье под названием « Экспрессия геномов вирусов животных» . Первоначально он включал первые шесть групп, но позже был расширен за счет включения группы VII. [37] [68] [69] Из-за полезности Балтиморской классификации ее стали использовать наряду со стандартной таксономией вирусов, которая основана на эволюционных отношениях и регулируется Международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV). [69]

С 1990-х по 2010-е годы в таксономии вирусов использовалась 5-ранговая система, от порядка до вида, совместно с которой использовалась Балтиморская классификация. За пределами официальных рамок ICTV с течением времени были созданы различные супергруппы вирусов, объединяющие разные семейства и отряды, на основе все большего количества свидетельств более глубоких эволюционных связей. Следовательно, в 2016 году ICTV начал рассматривать вопрос об установлении рангов выше порядка, а также о том, как будут относиться к балтиморским группам среди более высоких таксонов. [69]

15-ранговую систему, варьирующуюся от царства до вида. В результате двух голосований в 2018 и 2019 годах ICTV установила [69] В рамках этого балтиморские группы РНК-вирусов и RT-вирусов были включены в формальные таксоны. В 2018 году было создано царство рибовирий , которое первоначально включало три группы РНК-вирусов. [70] Год спустя Riboviria была расширена и теперь включает обе группы RT. В пределах области RT-вирусы включены в царство Pararnavirae , а РНК-вирусы — в царство Orthornavirae . Кроме того, три балтиморские группы РНК-вирусов используются в качестве определяющих характеристик типов Orthornavirae . [25]

В отличие от РНК-вирусов и RT-вирусов, ДНК-вирусы не объединены в один царство, а рассредоточены по четырем царствам и различным таксонам, не отнесенным к одному царству. Царства Аднавирия и Дуплоднавирия содержат исключительно вирусы с дцДНК. [11] [13] Моноднавирия содержит преимущественно оцДНК-вирусы, но также содержит дцДНК-вирусы. [14] и Varidnaviria содержит исключительно вирусы дцДНК, хотя некоторые предполагаемые члены Varidnaviria , а именно семейство Finnlakeviridae , являются вирусами оцДНК. [12]

Пояснительные примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Вирусы оцРНК-RT часто называют ретровирусами, хотя этот термин также используется для обозначения любого вируса с обратной транскрипцией, а также, в частности, вирусов семейства оцРНК-RT Retroviridae .

Ссылки

[ редактировать ]

Цитаты

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Лострог 2019. С. 11–13.
  2. ^ Перейти обратно: а б с д «Вирусная репликация/транскрипция/трансляция» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  3. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Канн, 2015 , стр. 122–127.
  4. ^ «Транскрипция по шаблону дцДНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  5. ^ Рамперсад и Теннант 2018 , с. 66.
  6. ^ Перейти обратно: а б с Фермин 2018 , стр. 36–40.
  7. ^ «Двунаправленная репликация дцДНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  8. ^ «Репликация катящегося круга дцДНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  9. ^ «Репликация смещения цепи ДНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  10. ^ «Репликативная транспозиция» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  11. ^ Перейти обратно: а б с Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж.Х. (18 октября 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполнив все основные/первичные таксономические ранги, для вирусов дцДНК, кодирующих основные капсидные белки типа HK97» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 6 августа 2020 г.
  12. ^ Перейти обратно: а б с д и Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж.Х. (18 октября 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполнив все основные таксономические ранги, для ДНК-вирусов, кодирующих основные капсидные белки типа вертикального желеобразного рулона» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 6 августа 2020 г.
  13. ^ Перейти обратно: а б Крупович М., Кун Дж.Х., Ван Ф., Бакеро Д.П., Эгельман Э.Х., Кунин Е.В., Прангишвили Д. (31 июля 2020 г.). «Создать одну новую область ( Аднавирию ) для классификации нитчатых архейных вирусов с линейными геномами дцДНК» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 27 мая 2021 г.
  14. ^ Перейти обратно: а б с д Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж.Х. (18 октября 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполнив все основные таксономические ранги для вирусов с оцДНК» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 6 августа 2020 г.
  15. ^ Харрисон Р.Л., Эрниу Э.А., Йеле Дж.А., Тейльманн Д.А., Буранд Дж.П., Крелл П.Дж., ван Орс М.М. (28 августа 2020 г.). «Создать один новый класс ( Naldaviricetes ), включая один новый порядок ( Lefavirales ) для четырех семейств крупных ДНК-вирусов, специфичных для членистоногих» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 27 мая 2021 г.
  16. ^ Перейти обратно: а б «Вращающийся круг оцДНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  17. ^ Перейти обратно: а б «Вращающаяся репликация шпильки» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  18. ^ Перейти обратно: а б с Фермин 2018 , стр. 40–41.
  19. ^ Перейти обратно: а б Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 61–62.
  20. ^ Керр Дж., Котмор С., Блум М.Э. (25 ноября 2005 г.). Парвовирусы . ЦРК Пресс. стр. 171–185. ISBN  9781444114782 .
  21. ^ «Биднавирусиды» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  22. ^ Перейти обратно: а б «Репликация вируса с двухцепочечной РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  23. ^ Перейти обратно: а б с д Рамперсад и Теннант 2018 , с. 65.
  24. ^ Перейти обратно: а б Фермин 2018 , с. 42.
  25. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж.Х. (18 октября 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполнив все основные таксономические ранги для области рибовирий» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 6 августа 2020 г.
  26. ^ Перейти обратно: а б «Репликация вируса с положительной многоцепочечной РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  27. ^ Перейти обратно: а б с Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 64–65.
  28. ^ Перейти обратно: а б Фермин 2018 , стр. 43–44.
  29. ^ «Субгеномная транскрипция РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  30. ^ Канн 2015 , стр. 151–154.
  31. ^ «Транскрипция вируса с отрицательной цепью РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  32. ^ «Похищение кепки» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  33. ^ «Репликация вируса с отрицательной цепью РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  34. ^ «Заикание полимеразы отрицательноцепочечной РНК-вируса» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  35. ^ «Амбисенс-транскрипция в вирусах с отрицательной цепью РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  36. ^ Канн 2015 , стр. 154–156.
  37. ^ Перейти обратно: а б с д Фермин 2018 , стр. 45–46.
  38. ^ Кун Дж.Х., Вольф Ю.И., Крупович М., Чжан Ю.З., Маес П., Доля В.В., Кунин Е.В. (февраль 2019 г.). «Классифицируйте вирусы – выгода стоит затраченных усилий» (PDF) . Природа . 566 (7744): 318–320. Бибкод : 2019Natur.566..318K . дои : 10.1038/d41586-019-00599-8 . ПМИД   30787460 . S2CID   67769904 . Проверено 6 августа 2020 г.
  39. ^ Перейти обратно: а б Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 63–64.
  40. ^ «Репликация/транскрипция оцРНК (RT)» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  41. ^ Канн 2015 , с. 156.
  42. ^ Перейти обратно: а б Крупович М., Бломберг Дж., Коффин Дж.М., Дасгупта И., Фан Х., Гиринг А.Д., Гиффорд Р., Харрах Б., Халл Р., Джонсон В., Кройце Дж.Ф., Линдеманн Д., Льоренс К., Локхарт Б., Майер Дж., Мюллер Е., Ольшевски Н.Е. , Паппу Х.Р., Пуггин М.М., Ричерт-Поггелер К.Р., Сабанадзович С., Санфакон Х., Шельц Дж.Э., Сил С., Ставолоне Л., Стой Дж.П., Тейчени П.Ю., Тристем М., Кунин Е.В., Кун Дж.Х. (15 июня 2018 г.). «Ортервирусы: новый вирусный порядок, объединяющий пять семейств вирусов с обратной транскрипцией» . Джей Вирол 92 (12): e00515–e00518. дои : 10.1128/JVI.00515-18 . ПМЦ   5974489 . ПМИД   29618642 .
  43. ^ «Репликация/транскрипция дцДНК (RT)» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  44. ^ «Альтернативный сплайсинг» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  45. ^ Перейти обратно: а б с Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 71–72.
  46. ^ Перейти обратно: а б Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М. (май 2015 г.). «Происхождение и эволюция вирусов эукариот: предельная модульность» . Вирусология . 479 : 2–25. дои : 10.1016/j.virol.2015.02.039 . ПМЦ   5898234 . ПМИД   25771806 .
  47. ^ Перейти обратно: а б с Фермин 2018 , стр. 35–46.
  48. ^ Сикард А., Михалакис Ю., Гутьеррес С., Блан С. (3 ноября 2016 г.). «Странный образ жизни многочастных вирусов» . ПЛОС Патог . 12 (11): e1005819. дои : 10.1371/journal.ppat.1005819 . ПМК   5094692 . ПМИД   27812219 .
  49. ^ Перейти обратно: а б Бэмфорд Д.Х., Пиетиля М.К., Ройне Э., Атанасова Н.С., Динстбир А., Оксанен Х.М. (декабрь 2017 г.). «Профиль таксономии вируса ICTV: Pleolipoviridae» . Джей Ген Вирол . 98 (12): 2916–2917. дои : 10.1099/jgv.0.000972 . ПМЦ   5882103 . ПМИД   29125455 . Проверено 6 августа 2020 г.
  50. ^ «Геминивирусы» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  51. ^ Вольф Й.И., Казлаускас Д., Иранзо Дж., Люсия-Санс А., Кун Дж.Х., Крупович М., Доля В.В., Кунинг Е.В. (27 ноября 2018 г.). «Происхождение и эволюция глобального РНК-вирома» . мБио . 9 (6): e02329-18. дои : 10.1128/mBio.02329-18 . ПМК   6282212 . ПМИД   30482837 .
  52. ^ Ю С, Эрнандес Т, Чжэн Х, Яу СК, Хуан ХХ, Хэ РЛ, Ян Дж, Яу СС (22 мая 2013 г.). «Классификация вирусов в реальном времени в 12 измерениях» . ПЛОС ОДИН . 8 (5): e64328. Бибкод : 2013PLoSO...864328Y . дои : 10.1371/journal.pone.0064328 . ПМЦ   3661469 . ПМИД   23717598 .
  53. ^ «Двухцепочечные ДНК-вирусы» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
    «Одноцепочечные ДНК-вирусы» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
    «Вирусы с двухцепочечной РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
    «РНК-вирусы с положительной цепью» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
    «РНК-вирусы с отрицательной цепью» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
    «Вирусы с обратной транскрипцией» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  54. ^ «Сферолиповирусиды» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  55. ^ «Редактирование РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  56. ^ Ферт А.Е., Брайерли I (июль 2012 г.). «Неканоническая трансляция в РНК-вирусах» . Джей Ген Вирол . 9 (Часть 7): 1385–1409. дои : 10.1099/vir.0.042499-0 . ПМЦ   3542737 . ПМИД   22535777 .
  57. ^ «Вирусная инициация трансляции» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  58. ^ Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 69–70.
  59. ^ «Дырявое сканирование» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  60. ^ Перейти обратно: а б Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 73–74.
  61. ^ «Рибосомальный шунт» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  62. ^ Перейти обратно: а б Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 74–75.
  63. ^ «Терминация-реинициация РНК» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  64. ^ «Сдвиг рамки рибосом» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  65. ^ «РНК-супрессия терминации» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  66. ^ Рамперсад и Теннант, 2018 , стр. 72–73.
  67. ^ «Рибосомальный пропуск» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 6 августа 2020 г.
  68. ^ Балтимор Д (1971). «Экспрессия геномов вирусов животных» . Бактериол Рев . 35 (3): 235–241. дои : 10.1128/MMBR.35.3.235-241.1971 . ПМЦ   378387 . ПМИД   4329869 .
  69. ^ Перейти обратно: а б с д Исполнительный комитет Международного комитета по таксономии вирусов (май 2020 г.). «Новая сфера таксономии вирусов: разделение виросферы на 15 иерархических рангов» . Нат Микробиол . 5 (5): 668–674. дои : 10.1038/s41564-020-0709-x . ПМК   7186216 . ПМИД   32341570 .
  70. ^ Горбаленя Александр Евгеньевич; Крупович, Март; Сидделл, Стюарт; Варсани, Арвинд; Кун, Йенс Х. (15 октября 2018 г.). «Рибовирия: создание единого таксона, который включает РНК-вирусы на базальном ранге вирусной таксономии» (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 6 августа 2020 г.

Общая библиография

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Baltimore_classification&oldid=1236920569#Group_III:_double-stranded_RNA_viruses"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 87a549966cce028d24cd471cf82857a2__1722052800
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/87/a2/87a549966cce028d24cd471cf82857a2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Baltimore classification - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)