Virus
| Underklass till | mikroorganism,smittämne | |
|---|---|---|
| Aspekt av | virologi | |
| Vetenskapligt namn | Virus | |
| Taxonomisk rang | domän | |
| Nästa högre taxon | liv | |
| Färg | – | |
| Orsakar | viral infektionssjukdom,viral lunginflammation | |
| Studeras inom | virologi | |
| Shape Expression för klass | Entity schema not supported yet (E170) | |
| Har del(ar) | virusgenom,kapsid | |
Virusär de minsta biologiska enheterna som kan infektera levandeorganismer.Virus ärparasitericeller.Ett virus som infekterar en värdcell omprogrammerar cellen så att cellen skapar fler viruspartiklar. Viruspartiklar består avnukleinsyra(arvsmassai form av antingenRNAellerDNA), omslutet i ett proteinskal kallad kapsid (oftast formad som enikosaeder) och ibland ett lipidhölje som täcker kapsiden. Utanför värdcellen är viruspartiklarna en inaktiv transportform.[1]Studiet av virus kallasvirologioch är en gren avmikrobiologin.
Olika biologer har olika syn på om virus kan betraktas somlevandeorganismereller icke-levande organiskt material, eftersom virus saknar egencellstrukturoch egenämnesomsättning,och eftersom virus inte kan reproducera sig utanför värdcellen och inte användercelldelningför att reproducera sig, utan reproduceras genom att ett stort antal viruspartiklar spontant sammanfogas i värdcellen. Virus betraktas av vissa biologer ändå som en egen livsform eftersom de hargeneroch reproducerar sig och utvecklas genom arv avmutationerochnaturligt urval.Virus har beskrivits som "organismeri livets utkant ",[2]och som "ett mellanting mellanlevandeochdödmateria "eller somobligata intracelluläraparasitereller agenter som interagerar med levande organismer. Virus har jämförts medspontan ordningvid själv-organiserande/själv-replikerande tillväxt avkristaller,vilka dock inte vidareutvecklas genom evolution.[3]
Virus kan infektera alla levandeorganismer.Ett specifikt virus kan bara infektera en viss typ av celler. Sjukdomar orsakade av virus kallasvirussjukdomareller mer vetenskapligtviroser.Det finns minst 600 virus som kan infektera människor. Virus som infekterar bakterier kallasbakteriofager.
Virus sprids ofta via kroppsvätskor, luften, fysisk kontakt och avföring, direkt kontakt med smittokälla eller via luften iaerosoler.Då viruspartiklar inte är levande är många av dem mycket motståndskraftiga mot krävande miljöer både utanför och inne i kroppen. Kroppen bekämpar virusinfektioner genom att upptäcka och eliminera virusinfekterade celler. Särskilt detadaptiva immunförsvaretbestående avlymfocyter(T- och B-celler) är viktigt i skyddet mot virusinfektioner. Ett framgångsrikt virus har därför utvecklat mekanismer för att dölja sin existens för immunförsvaret. Det går attvaccineramot en lång rad virussjukdomar och därmed öka kroppens beredskap för att bekämpa det aktuella viruset.
Människor har många virus som liggerlatentai kroppen (exempelvisEpstein-Barr-virus), och hålls i schack av immunförsvaret. När immunförsvaret antingen är upptaget med annat eller nedsatt, som vid andra sjukdomar eller vid behandling med immunhämmande (immunosuppressiva) mediciner, kan sådana virus orsakasymptom.Eftersom virus har lätt för attmuteraoch därigenom skapa sätt att undgå medicinens verkningar, måste man ofta behandla med flera antivirala medel samtidigt. Eftersom många virus stimulerar de infekterade cellerna att dela sig, ökar vissa virus risken förcancer.
Igenterapianvänds virus somvektorer,det vill säga för att bära den relevanta genen in i cellen.
Historia
[redigera|redigera wikitext]Virussjukdomenpoliofinns dokumenterad frånfaraonernasEgyptentack varehieroglyfer.År1796upptäckteEdward Jenneratt en mjölkerska som tidigare hade haftkokopporvar immun motsmittkoppor.Denna insikt ledde till att man lyckades ta fram ettvaccinmot smittkoppor. I slutet av1800-taletutveckladesmikrobteorinavJohn Snow,Louis PasteurochRobert Kochsom säger att mikroorganismer kan orsaka sjukdomar. Dessförinnan hademiasmateorinför sjukdomar dominerat.
År 1892 tillverkade den ryske botanisten Ivanovsky ett extrakt från tobaksplantor som var infekterade av växtsjukdomen tobaksmosaik. Därefter lät han extrakt passera genom ett filter för att kunna få fram den mikrob som låg bakom sjukdomen. När han studerade sitt filtrerade extrakt genom mikroskop märkte han att det inte fanns några bakterier – dock kunde extraktet ändå överföra sjukdomen tobaksmosaik till friska tobaksplantor. Ivanovsky drog då slutsatsen att något mindre än bakterier måste orsaka sjukdomen. År 1889 blev den holländske vetenskapsmannen Beijernick först med att mynta ordet virus (latin för gift), för att tydligt beskriva detta starka infektiösa ämne.[4]Walter Reedkom1900fram till attgula febernsom vållade stora problem vid byggandet avPanamakanalenorsakades av enmyggaoch därmed enkelt gick att skydda sig mot.
Ernst RuskasochMax Knollsuppfinning avelektronmikroskopet1931 banade vägen för ökad förståelse av virus, eftersom de i allmänhet är för små för att kunna studeras medljusmikroskop.[5]År 1935 studerade den amerikanske biokemisten och virologenWendell Stanleytobaksmosaiksviruset och kom fram till att det till stor del bestod av protein.[6]Senare separerades detta virus i sina protein- respektive RNA-delar.[7]Tobaksmosaikviruset var också det första virus som kristalliserades och vars struktur därför kunde studeras i detalj medröntgendiffraktion.De första bilderna av detta slag togs fram av Bernal och Fankuchen 1941.Rosalind Franklinlyckades 1955 kartlägga hela detta virus struktur.[8]
Struktur
[redigera|redigera wikitext]
Virus förekommer i olika storlekar och former,morfologier.Ett typiskt virus är ungefär 100 gånger mindre än en bakterie. De flesta studerade virus har en diameter mellan 10 och 300nanometer.
En fullständig viruspartikel (virion) består dels av genetiskt material i form av en nukleinsyra,RNAellerDNA,som antingen är dubbelsträngat (ds) eller enkelsträngat (ss) samt linjärt eller cirkulärt. Nukleinsyran omges av ett skyddande proteinskal (kapsid). Skalet består av ett antal identiska proteinenheter som var och en kallas kapsomer. Koden för detta protein finns i virusets genetiska material (nukleinsyran), och tillverkas i värdcellen efter att den infekterats av ett virus. Vissa viruspartiklar har också ett yttrelipidhöljeuppbyggt avlipidersom kommer från värdcellenscellmembran.Virus med lipidhölje kallas höljevirus, virus utan hölje kallas nakna virus. Vissa virus har även utskott på höljet som taggar bestående avglykoproteiner.Dessa används bland annat för att fästa tillreceptorerpå värdcellen. De flesta virus som sprids fekalt-oralt saknar hölje.
Kapsidens form används för att karaktärisera olika virus. Vanliga virusmorfologier ärhelix-form (spiralform) ochikosaeder-form (20-sidigpolyeder). Utöver dessa finns komplexa former som består av flera sammansatta delar. Till exempel den binala formen hos bakteriofagerna (virus som infekterar bakterier). Den kan liknas vid en mekanisk spindel med ett polyedriskt huvud av kapsomerer (kapsiden) som nukleinsyran är inkapslad i och därefter en skida (stav) med svansar av fibrer som fyller funktionen att fästa vid bakteriens hölje. Bakteriofagerna lämnar nästan alltid sin struktur utanför och skjuter enbart in sin nukleinsyra i bakterien.
Arvsmassa
[redigera|redigera wikitext]Virusets egna generkodarför ett fåtalproteiner.Till de proteinerna hör de som ingår i virusets skal, proteiner som hjälper viruset att infektera celler och proteiner som ställer om cellen från dess normala funktion till att bli en virusfabrik.
DNA-virus bär på färdiga DNA-molekyler som tar sig in icellkärnanoch använder cellens mekanismer för att föröka sig. Undantag är bland annat poxvirus (så somsmittkoppsvirus) som heltreplikerarsig icytoplasman,[9][10]ochhepatit B-virus somtranslaterasi cytoplasman från en RNA-intermediär (som hartranskriberatsi cellkärnan utifrån hepatit B-virusets DNA).[11]DNA-virus är antingen dubbelsträngade (dsDNA) eller enkelsträngade (ssDNA). De sistnämnda bildar efterhand dsDNA. Allmänt sett är DNA-virus stabilare än RNA-virus och ger därmed högre risk för smitta. Risken att smittas av RNA-virusetHIVvid samlag är till exempel betydligt mindre än att smittas av DNA-viruset hepatit B.
Nästan alla RNA-virus replikeras i cytoplasman. +RNA (mRNA) kan direkttranslaterasav friaribosomeroch produceraproteinersom viruset behöver. Ett -RNA-virus (komplementär till mRNA) har med sigpolymerasnär det tränger in i cellen för att kunna skapa +RNA (mRNA).
Förökning
[redigera|redigera wikitext]För varje virus ingår följande steg i dess livscykel:[12]
- Adsorption till cellytan[12]
- Passage genom cellmembranet[12]
- Avkapsling av kapsiden[12]
- Replikation av virionens nukleinsyra[12]
- Syntes av virusprotein[12]
- Sammansättning av virionens komponenter till nya viruspartiklar[12]
- Frisläppande av nya viruspartiklar[12]
Adsorptionbetyder att virionen fäster vid värdcellens yta. Olika virus använder olika metoder för att komma in i en värdcell. Växtvirus kommer alltid in i cellen via skador på cellväggen. Animala virus fäster vid specifika ytreceptorer på värdcellen, som medför att virus är artspecifika. Fager (liknar en spindel till formen) fäster med benen till ytreceptorer och skjuter samtidigt in sin nukleinsyra i värdcellen, varvid kapsiden lämnar ytan.[12]
Passagenför animala virus med hölje sker genom endocytos, en process där viruspartikeln tas in i cellen i en vesikel. Den membranförsedda vesikeln sammansmälter med en lysosom vilket innebär att viruset blir av med sitt hölje och endast den kapsidinneslutna nukleinsyran blir kvar. För membranförsedda virus sker passagen genom direkt fusion, då virusets membran smälter samman med värdcellens membran så att hela nukleokapsiden tar sig in. För bakteriofagen gäller i allmänhet att endast nukleinsyran från huvudet skjuts in i cytoplasman genom svansen. Nakna animala virus (utan hölje) kan genom en process släppa sin nukleinsyra direkt in icytoplasman.[12]
Iavkapslingenbryts virusets proteinkapsel ner och virusets arvsmassa släpps fri. Det är förmodligen värdcellens egna proteaser som är ansvariga för denna nedbrytning, och förekommer endast hos de som kommer in i cellen som hela virioner, det vill säga växtvirus samt de flesta animala virus.[12]
Replikationenav nukleinsyran kan ske på olika sätt och beror på nukleinsyran. En del virus har ett eget nukleinsyrapolymeras fasthakat vid nukleinsyran som sköter den första replikeringen avarvsmassan,därefter tar värdcellens syntesmaskineri över. Andra virus (de flesta) är helt beroende av cellens syntesmaskineri. För ssDNA görs först en komplementär DNA-sträng. Det dubbelsträngade DNA:t cirkuleras sedan och replikeras genom det som kallas rullande cirkel-mekanismen. Innan viruspartiklarna sätts samman förstörs då den ena DNA-strängen. dsDNA replikeras också via rullande cirkel-mekanism, och dsRNA replikeras på ungefär samma sätt som dsDNA-virus. För ssRNA kan replikationen antingen ske genom att den ursprungliga RNA-strängen kopieras så att det bildas dsRNA, som sedan replikeras som dsRNA-virus. Eller (som hos retrovirus) översätts RNA-strängen till DNA med hjälp av enzymetomvänt transkriptas.Den bildade DNA-strängen bildar mall för ytterligare en komplementär DNA-sträng. Det nybildade dsDNA:t kan därefter integreras i värdcellens genom, då kallas det provirus.[12]
All information försyntesav nya virus finns i virusets nukleinsyra som kodar för detta, men utnyttjar värdcellens ribosomer för processen. Först sker transkription av nukleinsyran tillmRNA.Sedan translateras mRNA vid ribosomen till protein som i sin tur bildar den nya proteinkapseln.[12]
Hos många fager skersammansättningenav viruspartikeln helt spontant, genom att proteinkapsomererna bildar en kapsid som nukleinsyran packas in i. De flesta virus med hölje får detta genom att en bit av värdcellens cellmembran omsluter nukleokapsiden i samband med att viruset lämnar cellen. DNA-virus får sitt hölje från det inre kärnmembranet i värdcellen.[12]
Frisläppandetav nya viruspartiklar sker på olika sätt beroende på om viruset är naket eller höljeförsett. Nakna virus släpps ut ur värdcellen när den dör (lyserar) då cellmembranet brister, och viruspartiklarna frigörs. När däremot ett virus med hölje ska lämna cellen måste viruspartiklarna kläs i ett membranhölje. Det får viruspartikeln när den knoppas av cellmembranet genomexocytos,detta frisläppande sker gradvis.[12][13][14][15]
Klassificering
[redigera|redigera wikitext]Klassificering av virus sker på ett par olika sätt.
ICTV-klassificeringen
[redigera|redigera wikitext]International Committee on Taxonomy of Viruses(ICTV) har utvecklat ett system för klassificering av virus. Systemet är uppbyggt av hierarkier. ICTV:s klassificering år 2020 innefattar 6 realmer, 10 riken, 17 fyla, 2 subfyla, 39 klasser, 59 ordningar, 8 underordningar, 189 familjer, 136 underfamiljer, 2224 släkten, 70 undersläkten och 9110 arter.[16]
Dentaxonomiskastrukturen visas nedan med taxonomisk rang och desssuffixi efterföljande parentes. ICTV:s uppdatering år 2020 av klassificeringen lämnar underrealm, underrike och underklass oanvända, medan de övriga taxonomiska rang används.[16]
Baltimore-klassificeringen
[redigera|redigera wikitext]
Ett annat system uppfanns avnobelpristagarenDavid Baltimoreoch döptes efter honom till Baltimore-klassificeringen där sju olika grupper används beroende på hur viruset replikerar sig.[17][18]
Systemet för Baltimore-klassificeringen baseras på vilken mekanism viruset använder för att skapamRNAsom krävs för att virus ska kunnareplikeraoch föröka sig. Virusetsgenomkan bestå avnukleinsyrornaRNAellerDNA,de kan vara enkelsträngade (ss) eller dubbelsträngade (ds), och vissa virus använderomvänt transkriptas.ssRNA-virus kan vara sense (+), vilket betyder att virusets nukleinsyra (RNA) har ennukleotidsekvenssom direkt kan användas förtranslationtill virusprotein,eller antisense (-), vilket betyder att virusets RNA har en nukleotidsekvens som är komplement till den mRNA-sekvens som kan användas för translation till virusprotein.[19]
- I:dsDNA-virus
- II:ssDNA-virus
- III:dsRNA-virus
- IV:(+)ssRNA-virus
- V:(-)ssRNA-virus
- VI:ssRNA-RT-virus
- VII:dsDNA-RT-virus
Läkemedel
[redigera|redigera wikitext]Det finns flera typer av läkemedel mot virus,antivirala medel.Generellt sett ligger området långt efter medel motbakterier– det första antivirala medlet godkändes först 1983. Området har satt fart tack vare den intensiva forskningen påHIV.Antivirala medel kan till exempel hindra virus från att sätta sig fast och tränga in i cellerna, eller hämma virusets förökning (replikation). De kan också gå ut på att stimulera kroppensimmunförsvar.Många medel mot HIV, så kallade proteashämmare, blockerar virusets enzymer (proteaser).
Se även
[redigera|redigera wikitext]Källor
[redigera|redigera wikitext]- ^”virus - Uppslagsverk - NE.se”.www.ne.se.https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/virus.Läst 19 maj 2020.
- ^”The classification of organisms at the edge of life, or problems with virus systematics”.South African Journal of Science86: sid. 182–86. 1990.
- ^”Are viruses alive? The replicator paradigm sheds decisive light on an old but misguided question”.Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences59: sid. 125–34. October 2016.doi:.ISSN1369-8486.PMID 26965225.
- ^Ehinger, Magnus och Ekenstierna, Linda.Bioteknik – från protein till DNA.Studentlitteratur. sid. 37
- ^Nobel Lectures, Physics 1981–1990,(1993) Editor-in-Charge Tore Frängsmyr, Editor Gösta Ekspång, World Scientific Publishing Co., Singapore.
- ^Stanley WM, Loring HS (1936). "The isolation of crystalline tobacco mosaic virus protein from diseased tomato plants".Science,83, p.85PMID17756690
- ^Stanley WM, Lauffer MA (1939). "Disintegration of tobacco mosaic virus in urea solutions".Science89, pp. 345–347PMID17788438
- ^Creager AN, Morgan GJ (4 augusti 2008).” After the double helix: Rosalind Franklin's research on Tobacco mosaic virus”.Isis"99" (2): ss. 239–72.PMID 18702397.Läst 16 september 2008.
- ^Mutsafi, Yael; Zauberman, Nathan; Sabanay, Ilana; Minsky, Abraham (2010-03-30).”Vaccinia-like cytoplasmic replication of the giant Mimivirus”.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America107 (13): sid. 5978–5982.doi:.ISSN0027-8424.PMID 20231474.PMC:PMC2851855.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2851855/.Läst 13 september 2018.”Poxviruses are considered to be unique among all DNA viruses, because their infection cycle is carried out exclusively in the host cytoplasm.”.
- ^Tolonen, Nina; Doglio, Laura; Schleich, Sibylle; Locker, Jacomine Krijnse (2001-7).”Vaccinia Virus DNA Replication Occurs in Endoplasmic Reticulum-enclosed Cytoplasmic Mini-Nuclei”.Molecular Biology of the Cell12 (7): sid. 2031–2046.doi:.ISSN1059-1524.PMID 11452001.PMC:PMC55651.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC55651/.Läst 13 september 2018.”Poxviruses are unique among most DNA viruses in that DNA replication occurs in the cytoplasm, independent of the nucleus of the infected host cell.”.
- ^Lamontagne, R. Jason; Bagga, Sumedha; Bouchard, Michael J. (2016).”Hepatitis B virus molecular biology and pathogenesis”.Hepatoma research2: sid. 163–186.doi:.ISSN2394-5079.PMID 28042609.PMC:PMC5198785.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5198785/.Läst 13 september 2018.”After release from the viral envelope, the nucleocapsid is then transported to the nucleus where the genome is repaired to form covalently-closed circular DNA (cccDNA). Using cccDNA as the template, viral RNAs are transcribed and exported into the cytoplasm where they are translated to form the viral proteins.”.
- ^ [abcdefghijklmno]Fisher, Bruce; Harvey, Richard P.; Champe, Pamela C. (2007) (PDF).Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology.Lippincott's Illustrated Reviews Series (2). Hagerstown, Maryland: Lippincott Williams & Wilkins. sid. 236–243.ISBN 978-0-7817-8215-9.http://med-mu.com/wp-content/uploads/2018/06/lippincotts_microbiology.pdf.Läst 1 juni 2021Arkiverad22 oktober 2020 hämtat från theWayback Machine.
- ^”Magnus Ehingers undervisning”.http://www.ehinger.nu/undervisning/.Läst 30 januari 2015.
- ^Ehinger, Magnus och Ekenstierna, Linda.Bioteknik – från DNA till protein.Studentlitteratur. sid. 37-47
- ^Ekenstierna, Linda.Mikrobiologi.Studentlitteratur. sid. 105-126
- ^ [ab]”Virus Taxonomy: 2020 Release”.International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). oktober 2020.https://talk.ictvonline.org/taxonomy/.Läst 1 juni 2021.
- ^”Family Groups – The Baltimore Method”.virology.net. Arkiverad frånoriginaletden 30 mars 2013.https://web.archive.org/web/20130330144456/http://www.virology.net/Big_Virology/BVFamilyGroup.html.Läst 21 maj 2015.
- ^”The new scope of virus taxonomy: partitioning the virosphere into 15 hierarchical ranks”.Nature Microbiology5 (5): sid. 668–674. 2020.doi:.ISSN2058-5276.PMID 32341570.PMC:7186216.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7186216/.Läst 1 juni 2021.
- ^”9.3B: The Baltimore Virus Classification”(på engelska).Biology LibreTexts.3 januari 2021.https://bio.libretexts.org/@go/page/9868.Läst 1 juni 2021.
| |||||||||||||||||||||||||
|
|